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废物处理


废弃物处理
第一章 绪 论 一、名词解释: 1、固体废物——固体废物污染环境防治法:固体废物,是指在生产、生活和其 他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的 固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固 体废物管理的物品、物质。 根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中给出的定义,固体废物是指 在生产建设、日常

生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。 2、固体废物处理——通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体 废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。 3、固体废物处置——是指将固体废物焚烧或用其他改变固体废物的物理、化学、 生物特性的方法,达到减少已产生的固体废物数量、缩小固体废物体积、减少或 者消除其他危害成分的活动;或者将固体废物最终置于符合环境保护规定要求的 场所或者设施并不再回取的活动。 4、城市生活垃圾——在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动 中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。 5、危险废物——危险废物是被列入国家危险废物名录或者被国家危险废物鉴定 标准和鉴定方法认定的具有危险性的废物。 二、 简答题: 1、固体废物的定义?我国将固体废物分为几类? (1)根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中给出的定义,固体废物是指 在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。 (2)我国制定的《固体废物污染环境防治法》中,将固体废物分为工业固体废物(废 渣)与城市垃圾和危险废物三类。 城市生活垃圾: 在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物 以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。 工业固体废物: 是指在工业、 交通等生产活动中产生的固体废物, 又称工业废渣或工业垃圾。 危险废物: 危险废物是被列入国家危险废物名录或者被国家危险废物鉴定标准和鉴定方法认 定的具有危险性的废物。 2、固体废物的固有特性有哪些? (1) 兼有废物和资源的双重性 固体废物一般具有某些工业原材料所具有的物理化学特性,较废水、废气易 收集、运输、加工处理,可回收利用。如前所述,固体废物是在错误时间放在错 误地点的资源,具有鲜明的时间和空间特征。

(2) 富集多种污染成分的终态,污染环境的源头 固体废物往往是许多污染成分的终级状态。一些有害气体或飘尘,通过治理, 最终富集成为固体废物;废水中的一些有害溶质和悬浮物,通过治理,最终被分 离出来成为污泥或残渣;一些含重金属的可燃固体废物,通过焚烧处理,有害金 属浓集于灰烬中。这些“终态”物质中的有害成分,在长期的自然因素作用下, 又会转入大气、水体和土壤,成为大气、水体和土壤环境的污染“源头”。 (3) 所含有害物呆滞性大、扩散性大 固态的危险废物具有呆滞性和不可稀释性,一般情况下进入水、气和土壤环 境的释放速率很慢。土壤对污染物有吸附作用,导致污染物的迁移速度比土壤水 慢的多,大约为土壤水运移速度的 1/(1~500) 。 (4) 危害具有潜在性、长期性和灾难性 由于污染物在土壤中的迁移是一个比较缓慢的过程,其危害可能在数年以至 数十年后才能发现,但是当发现造成污染时已造成难以挽救的灾难性成果。从某 种意义上讲,固体废物特别是危害废物对环境造成的危害可能要比水、气造成的 危害严重得多。 3、什么是固体废物的“三化”处理? 固体废物的“三化”处理,指无害化、减量化和资源化。 无害化,指通过适当的技术对废物进行处理(如热解、分离、焚烧、生化分 解等方法) ,使其不对环境产生污染,不致对人体健康产生影响。 减量化,指通过实施适当的技术,减少固体废物的产生量和容量。其中,前 者的实施主要在于清洁生产技术的开发与应用,从生产源头控制固体废物的产 生;后者则包括分选、压缩、焚烧等方法,对固体废物进行处理和利用,从而达 到减少固体废物容量的目的。 资源化,指采取各种管理和技术措施,从固体废物中回收具有使用价值的物 质和能源,作为新的原料或者能源投入使用。广义的资源化包括物质回收、物质 转换和能量转换三个部分。 固体废物的“三化”处理是固体废物处理的最重要的技术政策,其中无害化 是前提,减量化和资源化是发展方向。 4、危险废物具有那些特性? 通常所称的危险废物一般具有以下五种性质中的一种或几种。 (1)易燃性 指该废物能够因产生热和烟而直接造成破坏,或者间接地提供一种能使其他 危险废物扩散的媒介,或者能使其他非危险废物等。 (2)腐蚀性 指可能对操作人员造成人体损伤或者对盛装容器造成腐蚀甚至泄漏。 (3)反应性 指该废物可能通过自动聚合而与水或者空气发生强烈反应,或者对热和物理

冲击无稳定性,或者易反应释放有毒气体和烟雾,或者易爆炸,或者具有强氧化 性等。 (4)毒性 指能够对人体、动植物造成毒性伤害,一般分为浸出毒性、急性毒性、水生 物毒性、植物毒性等。 (5)其他有害毒性 除了上述特性以外的有害特性,包括生物蓄积性、遗传变异性、刺激性等。 5、如何进行固体废物的污染控制? (1)改进生产工艺 通过采用清洁生产工艺,选取精料,提高产品质量和使用寿命等方式,从源 头减少固体废物的产生量。 (2)发展物质循环利用工艺和综合利用技术 通过使某种产品的废物成为另一种产品的原料,或者尽量回收固体废物中的 有价值的成分进行综合利用,使尽可能少的废物进入环境,以取得经济、环境和 社会的综合收益。 (3)进行无害化的处理和处置 三、 论述题: 1、如何理解固体废物的二重性?固体废物污染与水污染、大气污染、噪音污染 的区别是什么? (1)固体废物是在错误时间放在错误地点的资源,具有鲜明的时间和空间 特征。从时间方面讲,它仅仅相对于目前的科学技术和经济条件,随着科学技术 的飞速发展,矿物资源的日渐枯竭,昨天的废物势必又将成为明天的资源。从空 间角度看,废物仅仅相对于某一过程或者某一方面没有使用价值,而并非在一切 过程或一切方面都没有使用价值。某一过程的废物,往往是另一过程的原料。 (2)固体废物问题较之大气污染、水污染、噪音污染的环境问题有其独特 之处,简单概括之为“四最” ① 最难得到处理:固体废物由于含有的成分相当复杂,其物理性状也千变 万化,因此是“三废”中最难处置的一种。 ② 最具综合性的环境问题:固体废物的污染,不是单一的环境污染,它同 时伴随者土壤污染、水污染及大气污染等问题。 ③ 最晚得到重视:固体废物的污染问题较之大气、水污染是最后引起人民 重视的污染问题,也是较少得到人民重视的问题。 ④ 最贴近生活的环境问题:西方环境教育往往是从垃圾教育入手,这是因 为固体废物问题,尤其是城市生活垃圾最贴近人们的日常生活,是与人 类生活最息息相关的环境问题。人们每天都在产生垃圾、排放垃圾,同 时也在无意识地污染我们的生存环境,都会对资源、环境带来不良的影 响。

2、我国固体废物管理的目标及污染控制对策是什么?在整治固体废物方面,我 们还应该做那些努力? (1)固体废物管理的目标: 20 世纪 80 年代,我国提出了“减量化、资源化、无害化”的固体废物污染 控制原则。 减量化:通过适宜的手段,减少和减小固体废物的数量和容积。一方面减少固体 废物的产生,另一方面对固体废物进行处理利用。 资源化:采取工艺措施,从固体废物中回收有用的物质和能源。 无害化:将固体废物通过工程处理,达到不损害人体健康,不污染周围环境的目 的。技术上问题不大,关键是经济问题。 (2)固体废物的污染控制对策: ① 从污染源头开始 改革或采用清洁生产工艺,少排废物。 ② 发展物质循环利用工艺 第一种产品的废物作为第二种产品的原料 ③ 强化对危险废物污染的控制 实行从产生到最终无害化处置全过程的严格管 理,即从摇篮到坟墓(Cradle-to-Grave)的全过程管理模式。 ④ 把固体废物纳入资源管理范围 制定固体废物资源化方针和鼓励利用固体废 物的政策。垃圾发电优惠 ⑤ 制定固体废物的管理法规 ⑥ 提高全民认识,做好科学研究和教育 (2) 自由发挥 3、固体废物污染危害有哪些? (1) 侵占土地 固体废物产生以后,须占地堆放,堆积量越大,占地越多。 (2) 污染土壤 废物堆置,其中的有害组分容易污染土壤。当污染土壤中的病原微生物于 其他有害物质随天然降水径流火神流进入水体后就可能进一步危害人的健康。 (3) 污染水体 垃圾在堆放腐败过程中会产生大量的酸性和碱性有机污染物并会将垃圾 中的重金属溶解出来,是有机物、重金属和病原微生物三位一体的水体污染源, 任意堆放或简易填埋的垃圾,其内部所含水量和淋入堆放垃圾中的雨水产生的渗 滤液,流入周围地表水体和渗入土壤,会造成地表水或地下水的严重污染,致使 污染环境的事件屡有发生。废渣直接排入河流、湖泊或海洋,能造成更大的水体 污染。 (4) 污染大气 一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下被微生物分解,能释放出有害气 体,以细粒状存在的废渣和垃圾,在大风吹动下会随风飘逸,扩散到远处;固体 废物在运输和处理过程中,也能产生有害气体和粉尘。

(5) 影响环境卫生 我国工业固体废物的综合利用率很低。城市垃圾、粪便清运能力不高,很 大部分工业废渣、垃圾堆放在城市的一些死角,严重影响城市容貌和环境卫生, 对人的健康构成潜在威胁。 第二章固体废物的收集和运输 一、简答题 1、废物的收集类型有哪些? ⑴ 混合收集:混合收集是指统一收集未经任何处理的原生废物的方式。 ⑵ 分类收集:分类收集是根据废物的种类和组成分别进行收集的方式。 ⑶ 定期收集:定期收集是指按固定的时间周期对特定废物进行收集的方式,适 用于危险废物和大型垃圾的收集。 ⑷ 随时收集:对于产生量无规律的固体废物,如采用非连续生产工艺或季节性 生产的工厂产生的废物,通常采用随时收集的方式。 2、固体废物收集的原则和一般要求是什么? 固体废物收集总的原则是:收集方法应尽量有利于固体废物的后续处理,同 时兼顾收集方法的可行性。 一般来说,固体废物的收集应该满足以下几种要求:①危险废物和一般废物 分开收集;②工业废物和生活垃圾分开收集;③泥状废物和固态废物分开收集; ④污泥应该进行脱水处理后再收集;⑤根据处理处置方法的相关要求,采取具体 的相应的收集措施;⑥需要包装或盛放的废物,应根据运输要求以及废物的特性, 选择合适的包装设备和容器,并且附以确切明显的标记。 3、中转站的作用及功能?中转站如何选址?在规划和设计中转站时,考虑因 素?(1)中转站的作用及功能: ①集中收集和储存来源分散的各种固体废物; ②对各种废物进行适当的预处理; ③减低运输成本。 (2)选址原则: ①选择靠近服务区的中心或废物产量最多的地方; ②选择靠近干线公路或交通方便的地方; ③选择基建或操作最方便的地方。 (3)考虑因素: ①每天的转运量; ②转运站的结构类型; ③主要设备和附属设施; ④对周围环境的影响。 4、收运系统的优化分为几个阶段? 收运系统的优化分为以下五个阶段:

第一阶段,是居民将垃圾从家庭运到垃圾桶的过程; 第二阶段,垃圾装车的过程,对于有压缩装置的车辆还包括压缩过程; 第三阶段,垃圾车按收集路线将垃圾桶内垃圾进行收集; 第四阶段,垃圾由各个垃圾存放点运到垃圾场或中转站的过程; 第五阶段,垃圾由各中转站运送到处理处置设施的过程。 5、生活垃圾收集系统分为哪几类及影响收集成本的因素? 生活垃圾的收集系统一般分为拖曳容器系统和固定容器系统两种。 (1)拖曳容器系统是指将某集装点装满的垃圾连容器一起运往中转站或处 理处置场,卸空后再将空容器送回原处(传统法)或下一个集装点(改装点) ; 拖曳容器收集成本的高低,主要取决于收集时间长短,因此对收集操作过程的不 同单元时间进行分析,可以建立设计数据和关系式,求出某区域垃圾收集耗费的 人力和物力,从而计算成本。可以将收集操作过程分为四个基本用时,即装载时 间、运输时间、卸车时间和非收集时间(其他用时) 。 (2)固定容器收集操作法是指用垃圾车到各容器集装点装载垃圾,容器倒 空后固定在原地不动,车装满后运往转运站或处理处置场。固定容器收集法的一 次行程中,装车时间是关键因素。 6、压实的原理及固体废物压缩后的优点? 压实是一种通过机械的方法对固体废物实行减容化,降低运输成本,便于装 卸、运输、储存和延长填埋场寿命的预处理技术。 压实的原理是减少空隙率,将空气挤掉。采用高压压实,在分子间可能产生 晶格的破坏使物质变性。 固体废物压缩后的优点: ①压缩捆包后填埋更容易布料更均匀,将来场地沉降也较均匀,捆包填埋也大大 减少了飞扬碎屑的危害; ②城市生活垃圾经高压压实处理,由于过程的挤压和升温,可使垃圾中的 BOD5、 COD 降低,大大降低了腐化性; ③用惰性固体废物压缩作为地基,上面只需覆盖很薄土层,所填埋地不需作其他 处理或等待多年的沉降,即可利用; ④不再滋生昆虫等,可减少疾病传播与虫害,从而减轻了对环境的污染。 二、论述题: 1、论述收运线路的优化的目的、设计法则和一般步骤 (1)目的:使空载行程最小,即整个收集过程最有效、最经济。消除空载行 程的研究,国外早在 1736 年便已开始。 (2)设计法则:每个作业日每条路线限制在一个地区,尽可能紧凑,没有断 续或重复的线路;平衡工作量,使每个作业、每条路线的收集和运输时间都合理 地大致相等;收集路线的出发点从车库开始,要考虑交通繁忙和单行街道的因素; 在交通拥挤时间,避免在繁忙的街道上收集垃圾;环绕街区尽可能采用顺时针方

向。 (3)一般步骤:准备适当比例的地域地形图,表明垃圾清运区界边界、道口、 车库和通往各个垃圾集装点的位置,容器数、收集次数等;资料分析,将资料数 据概要为表格;初步收集路线设计;对初步收集路线进行比较,通过反复试算, 进一步均衡收集路线,使每周各个工作日收集的垃圾量、行驶路程、收集时间等 大致相等,最后将确定的收集路线画在收集区域图上。 对于移动容器收集法,要求每天行驶的距离应大致相同;对于固定容器收集 法,要求每天收集的垃圾量基本相同(各垃圾收集点收集频率不同) ,若每个点 每天都需要收集,则考虑每个车收集的区域。计算收集时间时用前述公式。 2、如何进行城市垃圾收集路线的设计? 进行城市生活垃圾收集路线的设计,首先应该确定垃圾收集的操作方法、收 集车辆的类型、收集的劳动量以及收集的次数和时间。目前,尚没有确定的规则 适用于所有情况的收集路线的设计,一般常采用反复试算的方法。路线设计的主 要问题在于如何使整个行驶距离最小,或者说空载行程最小。目前比较先进的设 计方法是利用系统工程采取模拟的方法,求出最佳收集路线。 以拖曳容系系统为例简单介绍路线设计的步骤如下。 (1) 在商业区、工业区或者住宅区的大型地图上标出每个垃圾桶的放置点、 垃圾桶的数量以及收集频率,根据面积大小和放置点的数目将地区划分 为长方形的小面积。 (2) 根据上述的平面图,将每周收集频率相同的收集点的数目进行分析,将 每天需要出空的垃圾桶数目列成表格。 (3) 从调度站或者垃圾车停车场开始设计每天的收集线路,主要考虑因素有: ① 收集地点和收集频率应与现存的法规制度一致; ② 收集人员的多少应与车辆的类型和其他现实条件相协调; ③ 线路的开始与结束应该力求临近主要道路,尽可能利用地形和自然疆 界作为线路的疆界; ④ 在陡峭地区,线路开始应在道路倾斜的顶端,下坡收集便于车辆滑行; ⑤ 交通拥挤地区和垃圾量最大的地区的垃圾应该安排在一天的开始进 行收集; ⑥ 线路上最后收集的垃圾桶应该离垃圾场最近; ⑦ 收集频率相同而垃圾量较小的收集点应该在同一天或者同一路程中 收集。 (4)在初步路程设计好以后,应对垃圾桶之间的平均距离进行计算,使每条线 路所走的距离基本相等或接近。如果相差太大应该重新进行设计。 三、计算题: 1、从一新建工业园区收集垃圾,根据经验从车库到第一个容器放置点的时 间( t

1)以及从最后一个容器到车库的时间( t 2)分别为 20min 和 25min。假设容 器放置点之间的平均驾驶时间为 10min,装卸垃圾容器所需的平均时间为 30min, 工业园区到垃圾处置场的单程距离为 35km(垃圾收集车最高行驶速度为 88km/h) ,试计算每天能清运的次数和每天的实际工作时间(每天工作时间 8h, 非工作因子为 0.15,处置场停留时间为 0.15h,a 为 0.012h,b 为 0.022h/km) 。 解:①装载时间 hcs c c bc P = p + u + d p u h d h P h c c bc hcs + = 0.5( ), = 0.17( ), = 0.5 + 0.17 = 0.67 ②每趟需要时间 T (P s a bx) 0.67 0.15 0.012 0.022 (35 2) 2.37(h) hcs hcs = + + + = + + + × × = ③每天能够清运的次数 [8(1 0.15) (0.33 0.42)]/ 2.37 2.55( / ) [ (1 ) ( )]/ 1 2 d N H w t t Td hcs =??+= 次 =??+ 取整后,每天能够清运的次数为 2 次/d ④每天实际工作时间 6.46( ) 2 [ (1 ) 0.75]/ 2.37 Hh Hw = =?? 2、某住宅区生活垃圾量约 350m3/周,拟用一垃圾车负责清运工作,实行改 良操作法的拖曳容器系统清运,该垃圾车车库位于住宅区内。已知该车每次集装 容积为 8m3/次,容器利用系数为 0. 7,垃圾车采用 8 小时工作制。试求为清运 该住宅区垃圾,该垃圾车每周需工作多少小时?每日最多能清运多少次?经调查 已知:平均运输时间为 0.52h/次,容器装车时间为 0.033h/次;容器放回原处时 间 0.033 h/次,卸车时间 0.012 h/次,非生产时间占全部工时的 25%。 解:装载时间: P p u d 0.033 0.033 0 0.066(h /次) hcs c c bc = + + = + + = 清运一次所需时间: ( ) 0.066 0.012 0.52 0.598( / ) hcs hcs T = P + s + h = + + = h 次 每天可清运的次数: N [H(1 w)]/T 8 0.75/ 0.598 10.03( / d) d hcs = ? = × = 次 取整后,每天能够清运的次数为 10 次/d 每周需要的清运次数: N = V /(cf ) = 350/(8× 0.7) = 62.5(次/周) w w 取整后,每周能够清运的次数为 62 次/周

每周需要的工作时间为: D N T 62 0.598 37.08(h /周) w w hcs = = × = 3、某地拟建一高级住宅区,该区有 1000 套别墅。假设每天往处置场运送垃 圾 2 趟,试选择垃圾车并计算每周需要的工作时间。 其中:垃圾产生量为 0.025m3/(户.d);每个收集点设置垃圾箱 2 个;收集频 率为 1 次/周;垃圾车压缩系数为 2.5;每天工作时间 8h;每个收集点装载时间 为 1.43min;每车配备工人 2 名;住宅区距垃圾处置场距离为 18km;速度常数 a 和 b 分别为 0.08h 和 0.0156h/km;处置场停留时间 s=0.083h;非工作因子为 0.15; t1 和 t2 分别为 0.3h 和 0.4h。 解:由(2-15)可得 [( ) ( )]/(1 ) 1 2 H t t N P s a bx w d scs = + + + + + ? 则每趟的装载时间为 [(1 0.15) 8 (0.3 0.4)]/ 2 (0.083 0.08 0.0156 18 2) 2.325( ) [(1 ) ( )]/ ( ) 1 2 h P w H t t N s a bx scs d =?×?+?++××= =??+?++ 根据(2-16)计算每一行程清运的收集点数量 = 60 / = 60 × 2.325× 2 /1.43 = 195(个) p scs p N P n t 根据(2-18)计算需要的收集车辆的容积 v V N / r 0.025 7 195/ 2.5 13.65(m3 ) P P = = × × = 每周需要收集的次数 = 1000/195 = 5.13(次) w N 根据(2-16)计算每周需要的工作量为 4.79( / ) 2 [5.13 2.325 6 (0.083 0.08 0.0156 36)]/[(1 0.15) 8] 2 [ ( )]/[(1 ) ] s d 周 T N P t s a bx w H w w cs w = =××+×++×?× =××+++? 4、比较拖曳容器系统和固定容器系统 在一个商业区计划建一废物收集站。试比较废物收集站与商业区的距离不同 时拖曳容器系统和固定容器系统的费用。假设每一系统只使用一名工人,行驶时 间 t1 和 t2 包括在非工作因子中。废物量为 229m3/周,容器大小为 6.1m3,容器容 积利用系数为 0.67,速度常数 a 为 0.022h,b 为 0.01375h/km;废物收集点之间

的平均距离为 0.16km,两种系统在收集点之间的速度常数 a0 为 0.06h,b0 为 0.042h/km,非工作因子为 0.15。 (1) 拖曳容器系统:容器装载时间为 0.33h,容器卸载时间为 0.033h,处置 场停留时间为 0.053h,该系统间接费用为 400 元/周,运行费用为 15 元/h。 (2) 固定容器系统:废物收集车容积 23m3,废物收集车压缩系数为 2,废物 容器卸载时间为 0.05h,处置场停留时间为 0.10h,该系统间接费用为 750 元/ 周,运行费用为 20 元/h。 解:(1) 拖曳容器系统 ① 根据(2-8)计算每周需要运输废物的次数,次/周 N = V /(cf ) = 229 /(6.1× 0.67) = 56 w w ② 根据(2-5)计算每趟平均装载时间,h 0.033 0.033 0.06 0.042 0.16 0.133 00 =+++×= P = p + u + d = p + u + a + b hcs c c bc c c ③ 每周需要工作的时间,d/周 x x T N P s a bx H w w w hcs 1.71 0.113 56(0.133 0.053 0.022 0.01375 ) /[8 (1 0.15)] ( ) /[ (1 )] =+ =+++×? =+++? ④ 每周的运行费用,元/周 Q = 15×8× (1.71+ 0.113x) = 205.2 +13.6x (2) 固定容器系统 ① 根据(2-13)计算每趟清运的容器个数,个/次 C = vr /(cf ) = 23× 2 /(6.1× 0.67) = 11.26 t ② 根据(2-12)计算每趟的装载时间,h 11 0.05 (11 1) (0.06 0.042 0.16) 1.217 ( ) ( 1) ( ) ( 1)( ) 0 0 0 =×+?×+×= P = C u + n ? d = C u + n ? a + b x hcs t c p bc t c p ③ 根据(2-14)计算每周需要运输的次数,次/周 N = V /(vr) = 229 /(23× 2) = 4.98 w w

取整,每周需要运输 5 次 ④ 根据(2-16)计算每周需要工作的时间,d/周 x x T N P t s a bx H w w w cs w 0.98 0.01 [4.98 1.217 5 (0.10 0.022 0.01375 ) /[8 (1 0.15)] [ ( )]/[ (1 )] s =+ =×+×++×? =+++? ⑤ 每周的运行费用,元/周 Q = 20×8× (0.98 + 0.01x) = 156.8 +1.6x (3) 两系统的比较 两系统费用相等时,有 25.1 400 (205.2 13.6 ) 750 (156.8 1.6 ) = ++=++ x xx 即单程距离为 12.5km 时,两种收集系统的费用相等。 第三章 固体废物的预处理 一、名词解释: 1、破碎——破碎是指利用人力或机械等外力的作用,破坏固体废物质点间的内 聚力和分子间作用力而使大块固体废物破碎成小块的过程。磨碎是指小块固体废 物颗粒分裂成细粉的过程。 2、低温破碎——低温破碎是利用常温下难以破碎的固体废物在低温时变脆的性 能对其进行破碎的方法。 3、湿式破碎——湿式破碎是由从废纸中回收纸浆为目的发展起来的。是利用特 制的破碎机将投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的 过程,从而可以回收垃圾中的纸纤维。 4、磁流体分选——磁流体分选是利用磁流体作为分选介质,在磁场或磁场和电 场的联合作用下产生“加重”作用,按固废各种组分的磁性和密度的差异,或磁 性、导电性和密度的差异,使不同组分分离。当固体废物中各组分间的磁性差异 小而密度或导电性差异较大时,采用磁流体可以有效地进行分离。 二、简答题:

1、破碎的原理和目的是什么? (1)破碎是指利用人力或机械等外力的作用,破坏固体废物质点间的内聚力和 分子间作用力而使大块固体废物破碎成小块的过程。磨碎是指小块固体废物颗粒 分裂成细粉的过程。 (2)目的: ①使固体废物的容积减小,便于运输和贮存; ②为固体废物的分选提供所要求的入选粒度,以便有效地回收固体废物种某 种成分; ③使固体废物的比表面积增加,提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和 热效率; ④为固体废物的下一步加工做准备; ⑤用破碎后的生活垃圾进行填埋处置时,压实密度高而均匀,提高填埋场的 利用效率; ⑥防止粗大、锋利的固体废物损坏分选、焚烧和热解等设备或炉膛。 2、固体废物破碎的方法主要有哪些? 根据固体废物破碎时所使用的外力,可以将破碎分为机械能破碎和非机械能 破碎两种。机械能破碎是利用破碎工具对固体废物施加外力而使其破碎,通常包 括挤压、冲击、剪切、摩擦、撕拉等方式。非机械能破碎指利用电能、热能等非 机械能的方式对固体废物进行破碎,如低温破碎、热力破碎、减压破碎、超声破 碎等。用于实际生产的破碎设备通常是综合两种或者两种以上的破碎方法,对固 体废物进行联合破碎,这样更能达到良好的破碎效果。 3、固体废物破碎机有哪几种类型? (1)颚式破碎机 颚式破碎机是利用两颚板对物料的挤压和弯曲作用,粗碎和中碎各种硬度物 料的破碎机械。它的破碎动作是间歇进行的。其具有结构简单、坚固、维护方便、 高度小,工作可靠等特点。在固体废物破碎处理中,主要用于破碎强度及韧性高、 腐蚀性强的废物。 (2)锤式破碎机 锤式破碎机是利用锤头的高速冲击作用,对物料进行中碎和细碎作业的破碎 机械。固体废物自上部给料口给入机内,立即遭受高速旋转的锤子的打击、冲击、 剪切、研磨等作用而被破碎。 锤式破碎机具有破碎比大、排料粒度均匀、过碎 物少、能耗低等优点。 (3)冲击式破碎机 冲击式破碎机是利用板锤的高速冲击和反击板的回弹作用,使物料受到反复 冲击而破碎的机械。与锤式破碎机相比,冲击式破碎机的破碎比更大,并能更充 分地利用整个转子的高速冲击能量。 (4)剪式破碎机

剪式破碎机是通过固定刀和可动刀之间的齿合作用,将固体废物切开或割裂 成适宜的形状和尺寸,特别适合破碎低二氧化硅含量的松散物料。 (5)锟式破碎机 锟式破碎机是利用锟面面的摩擦力将物料咬入破碎区,使之承受挤压或劈裂 而破碎的机械。当用于粗碎或需要增大破碎比时,常在锟面上作出牙齿或沟槽以 增大劈裂作用。锟式破碎机的特点是能耗低,产品过度粉碎程度小,构造简单, 工作可靠等,所以,锟式破碎机的应用十分广泛。其缺点是占地面积大,破碎比 小,发展缓慢。 (6)球磨机 球磨机中筒体在电机的作用下产生回转时,研磨体受离心的作用,贴在筒体 内壁与筒体一起回转上升,当物料被带到一定高度时,由于受到重力作用而被抛 出,并以一定的速度降落,在此过程中,筒体内的物料受到钢球的冲击和研磨的 双重作用而被粉碎,从而对筒体内底脚区内的物料产生冲击和研磨作用,使物料 粉碎。 4、破碎比与破碎段之间有何内在联系? (1) 在破碎过程中,原废物粒度与破碎产物粒度的比值成为破碎比。破碎比表 示废物粒度在破碎过程中减少的倍数,也就是表征了废物被破碎的程度。 破碎机的能量消耗和处理能力都与破碎比有关。 (2) 固体废物每经过一次破碎机或磨碎机成为一个破碎段。破碎段数是决定破 碎工艺流程的基本指标,它主要决定破碎废物的原始粒度和最终粒度。破 碎段数越多破碎流程就越复杂,工程投资相应增加,因此,如果条件允许 的话,应尽量减少破碎段数。 (3) 如若要求的破碎比不大,则一段破碎即可。但对有些固体废物的分选工艺, 例如浮选、磁选等,由于要求入料的粒度很细,破碎比很大,所以往往根 据实际需要将将几台破碎机或磨碎机依次串联起来组成破碎流程。对固体 废物进行多段破碎,其总破碎比等于各段破碎比的乘积。 5、浮选中常用哪些浮选药剂?其作用和特点是什么? (1)捕收剂 作用:能够选择性的吸附在欲选的物质颗粒表面上,使其疏水性增强,提高可浮 性,并牢固地粘附在气泡上而上浮 特点:①捕收作用强,具有足够的活性; ②有较高的选择性,最好只对某一种物质颗粒具有捕收作用; ③易溶于水、无毒、无臭,成分稳定,不易变质; ④价廉易得 (2)起泡剂 作用:起泡剂是一种表面活性物质,主要作用在水-气界面上,使其界面张力 降低,促使空气在料浆中弥散,形成小气泡,防止气泡兼并,增大分选界

面,提高气泡与颗粒的粘附和上浮过程中的稳定性,以保证气泡上浮形成 泡末层。 特点;①用量少,能形成量多、分布均匀、大小适宜、韧性适当和黏度不大的气 泡; ②有良好的流动性,适当的水溶性,无毒、无腐蚀性,便于使用; ③无捕收作用,对料浆的 pH 变化和料浆中的各种物质颗粒有较好的适应 性; (3)调整剂 作用:主要是调整其他药剂(主要是捕收剂)与物质颗粒表面之间的作用。还可 调整料浆的性质,提高浮选过程的选择性 特点:①活化剂能促进捕收剂与欲选物质颗粒的作用,提高欲选物质颗粒可浮选 性的药剂; ②调整剂调整浆料的性质,使料浆对某些物质颗粒的浮选有利,而对另一 些物质颗粒的浮选不利; ③抑制剂削弱非选物质颗粒与捕收剂之间的作用,抑制其可浮性,增大其 与欲选物质颗粒之间的可浮性差异提高分选过程的选择性; ④分散与混凝剂调整料中细泥的分散,团聚与絮凝,以减小细泥对浮选的 不利影响,改善和提高浮选效果。 三、论述题: 1、为什么要对固体废物进行破碎处理?怎样根据固体废物的性质选择破碎 方法?怎样确定破碎比?选择破碎机时应综合考虑那些方面?为什么? (1)破碎的目的 ①使固体废物的容积减小,便于运输和贮存; ②为固体废物的分选提供所要求的入选粒度,以便有效地回收固体废物种某 种成分; ③使固体废物的比表面积增加,提高焚烧、热分解、熔融等作业的稳定性和 热效率; ④为固体废物的下一步加工做准备; ⑤用破碎后的生活垃圾进行填埋处置时,压实密度高而均匀,提高填埋场的 利用效率; (2)选择破碎方法时,需视固体废物的机械强度,特别是废物的硬度而定。 对坚硬废物应采用挤压破碎和冲击破碎;对韧性废物应采用剪切破碎和冲击破碎 或剪切破碎或碎,对脆性废物则采用劈碎,冲击破碎较好。一般破碎机都是由两 种或两种以上的破碎方法联合作用对固体废物进行破碎的,例如压碎和折断,冲 击破碎和磨碎等。 (3)在破碎过程中,原废物粒度与破碎产物粒度的比值成为破碎比。破碎 比表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数。即表征废物被破碎的程度。破碎机的

能量消耗和处理能都与破碎比有关。 (4)根据固体废物的性质,粒度大小,要求的破碎比和破碎机的类型,每 段破碎流程可以有不同的组合方式。 选择破碎机类型时,必须综合考虑下列因素: ①需要的破碎能力; ②固体废物的性质(如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等) ; ③对破碎产品粒径大小、粒度组成、形状的要求; ④供料方式; ⑤安装操作场所情况等。 2、什么是低温破碎?其优点和主要应用是什么? 低温破碎是利用常温下难以破碎的固体废物在低温时变脆的性能对其进行 破碎的方法。同时,还可以根据不同物质的脆化温度的差异进行选择性的破碎。 低温破碎通常采用液氮作为制冷剂,因为液氮具有制冷温度低、无毒、无爆炸危 险的优点。但由于成本较高,所以地问破碎通常仅用于常温下破碎较困难得废物, 如橡胶和塑料等。 低温破碎相对于常温破碎的优点在于;①对于含有复合材质的物料,可以进 行有效得破碎分离;②同一种材质在破碎后粒度均匀,尺寸大体一致,形状好, 便于分离;③动力消耗较低,噪声水平和振动水平也有所降低;④对于极难破碎 并且塑性极高的氟塑料废物,采用液氮低温破碎,可以获得碎快和粉末;⑤破碎 成品的形状适合于进一步的处理。 目前,由于破碎成本和技术的限制,低温破碎的应用并不普遍,主要有几个 方面:①从有色金属混合物、废轮胎、包覆电线中回收铜、铝、锌等金属;②塑 料的低温破碎;③橡胶轮胎的破碎。 3、什么是湿式破碎?其优点和主要应用是什么? 湿式破碎是由从废纸中回收纸浆为目的发展起来的。是利用特制的破碎机将 投入机内的含纸垃圾和大量水流一起剧烈搅拌和破碎成为浆液的过程,从而可以 回收垃圾中的纸纤维。 湿式破碎的优点; ①使含纸垃圾变成均质浆状物,可按流体处理; ②不孳生蚊蝇、无恶臭、卫生条件好; ③噪声低、无发热、爆炸、粉尘等危害; ④脱水后的有机残渣其质量、粒度大小、水分等变化都小; ⑤适用于回收垃圾中的纸类、玻璃及金属材料等。 湿式破碎可广泛应用于处理化学物质、纸浆、矿物等,也适用于回收垃圾中 的纸类、玻璃、金属材料等。 4、固体废物分选从分选原理上分为几大类,在工程上如何合理选择应用?简述 人工分选与城市垃圾的人工分类收集在固体废物处理中的意义。

(1)固体废物的分选简称废物分选,目的是将其中可回收利用的或不利于 后续处理、处置工艺要求的物料分离出来。废物分选是根据物质的粒度、密度、 磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性以及表面润湿性的不同而进行分选的。可分 为筛分、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选、摩擦及弹性分选,以及浮 选等。 (2)筛分是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面,而大于筛孔 的粗粒物料留在筛面上,从而使物料分成不同的等级; 重力分选是根据固体废物中不同物质颗粒间的密度差异,在运动介质中受 到重力、介质动力和机械力的作用,使颗粒群产生松散分层和迁移分离,从而得 到不同密度产品的分选过程; 磁力分选是利用固体废物中各种物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选 的一种处理方法; 电力分选是利用固体废物中各种组分在高压电场中电性的差异而实现分选 的一种方法; 浮选是在固体废物与水调制的料浆中,加入浮选药剂,并通入空气形成无数 细小气泡,使欲选物质颗粒粘附在气泡上,随气泡上浮与料浆表面成为泡末层, 然后刮出回收,不浮的颗粒仍留在料浆内,通过适当处理后废弃; 摩擦与弹跳分选是根据固体废物中各组分的摩擦系数和碰撞系数的差异,在 斜面上运动与斜面碰撞弹跳时,产生不同的运动速度和弹跳轨迹而实现彼此分离 的一种处理方法。 (3)人工分选与城市垃圾的人工分类收集,降低了垃圾中塑料、纸张、金 属等的回收价格,增加了可用于堆肥的有机物资源化价值,同时避免大量有害物 质如干电池、废油等进入垃圾,减少了垃圾无害化处理的难度;分类收集是实现 生活垃圾减量化、资源化、无害化目标的有效途径,世界发达国家把垃圾中的可 以再利用的部分看作是一种资源。分类收集以后,同一类垃圾成分比较单一,性 质相近,因此处理起来技术专一,效率很高。 中国是人均资源短缺的国家,随着人民生活水平的提高,城市生活垃圾的成 分有了很大的变化,可以再利用的成分在不断增加。实行生活垃圾分类收集,防 治可回收利用物进入收集、运输、处理的物质流中,提高生活垃圾中有用物的利 用律,应该在我国城市生活垃圾管理中处于最优先的地位,将逐步成为一种贯穿 全社会生产和生活的行动。 5、影响筛分效率的因素有哪些?惯性振动筛与共振筛在工作原理上有何区别? (1)筛分是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛面,而大于筛孔 的粗粒物料留在筛面上,从而使物料分成不同的等级; 影响筛分效率的因素有: ①固体废物性质的影响 粒度组成:废物中“易筛粒”含量越多,筛分效率越高,而粒度接近筛孔尺

寸的“难筛粒”越多,筛分效率则越低; 含水率和含泥量:废物外表水分会使细粒结团或附着在粗粒上而不易透筛。 当筛孔较大,废物含水率较高时,反而造成颗粒活动性的提高,即湿式筛分法的 筛分效率较高; 废物颗粒形状:球形、立方形,多边形颗粒筛分效率较高,而颗粒呈扁平状 或长方块,用方形或圆形筛孔的筛子筛分,其筛分效率低 ②筛分设备性能的影响 筛面类型:棒条筛面有效面积小,筛分效率低,编制筛网则相反,有效面积 大,筛分效率高,冲孔筛面介于两者之间。 筛子运动方式:同一种固体废物采用不同类型的筛子进行筛分时,其筛分效 率不同。 筛面长宽比以及筛面倾角。 ③筛分操作条件的影响:在筛分操作中应注意连续均匀给料,使废物沿整个 筛面宽度铺成一薄层,既充分利用筛面,又便于细粒透筛,提高筛子的处理能力 和筛分效率,并及时清理和维修筛面。 (2)振动筛工作原理:振动筛通过产生振动的振动器,将振动传递给筛箱, 筛箱可以自由振动,使颗粒产生近乎垂直于筛面的跳动或作圆形、椭圆形运动。 振动筛适用于细粒废物(0.1-15mm)的筛分,也可用于潮湿及黏性废物的筛分。 共振筛工作原理:是利用连杆上装有弹簧的曲柄连杆机构驱动,使筛子在共 振状态下进行筛分。工作原理是当共振筛的筛箱压缩弹簧而运动时,其运动速度 和动能都逐渐减小,被压缩的弹簧所储存的位能却逐渐增加。当筛箱的运动速度 和动能等于零时,弹簧被压缩到极限,它所储存的位能达到最大值,接着筛箱向 相反方向运动,弹簧释放出所储存的位能,转化为筛箱的动能,因而筛箱的运动 速度增加。当筛箱的运动速度和动能达到最大值时,弹簧伸长到极限,所储存的 位能也就最小。 第四章 固体废物的热化学处理 一、名词解释: 1、热解——是将有机化合物在缺氧或绝氧的条件下利用热能使化合物的化合键 断裂,由大分子量的有机物转化成小分子量的燃料气、液状物(油、油脂等)及 焦炭等固体残渣的过程。 2、气化——是指固体燃料在一定温度、压强和 O2 不足的情况下,进行不完全氧 化的热化学反应过程。 3、热值——生活垃圾的热值是指单位质量的生活垃圾燃烧释放出来的热量,以 kJ/kg(或 kcal/kg)计。 二、简答题: 1、垃圾焚烧有哪些特点? ⑴ 垃圾经焚烧处理后,垃圾中的病原体被彻底消灭,燃烧过程中产生的有

害气体和烟尘经处理后达到排放标准,无害化程度高。 ⑵ 经过焚烧,垃圾中的可燃成分被高温分解后,一般可减重 80%和减容 90% 以上,减量化效果好,可节约大量填埋场占地,焚烧筛上物效果更好。 ⑶ 垃圾焚烧所产生的高温烟气,其热能被废热锅炉吸收转变为蒸气,用来 供热或发电,垃圾被作为能源来利用,还可回收金属等资源,可以充分实现垃圾 处理的资源化。 ⑷ 垃圾焚烧厂占地面积小,尾气经净化处理后污染较小,可以靠近市区建 厂。既节约用地又缩短了垃圾的运输距离,对于经济发达的城市,尤为重要。 ⑸ 焚烧可作全天候操作,不易受天气影响。 ⑹ 随着对城市垃圾填埋的环境措施要求的提高,焚烧法的操作费用可望低 于填埋。 2、去除尾气中重金属污染物质的机理是什么? (1) 重金属降温达到饱和,凝结成粒状物质后被除尘设备收集去除; (2)饱和温度较低的重金属元素无法充分凝结,但飞灰表面的催化作用会 形成饱和温度较高且较易凝结的氧化物或氯化物,而易被除尘设备收集去除; (3)仍以气态存在的重金属物质,因吸附于飞灰上或喷入的活性炭粉末上 而除尘被设备一并收集去除; (4)重金属的氯化物为水溶性,即使无法在上述的凝结及吸附作用中去除, 也可利用其溶于水的特性,由湿式洗气塔的洗涤液自尾气中吸收下来。 当尾气 通过热能回收设备及其他冷却设备后,部分重金属会因凝结或吸附作用而附着在 细尘表面,可被除尘设备去除,温度愈低,去除效果愈佳。但挥发性较高的铅、 镉和汞等少数重金属则不易被凝结去除。 3、垃圾焚烧飞灰的综合利用需几个因素? 垃圾焚烧飞灰的综合利用需考虑以下 3 个因素: ① 适宜性。这是指飞灰进行某一应用的难易程度,它依赖于垃圾焚烧飞灰 的物化特性。适宜性决定了飞灰的利用方法。 ② 使用性能。这是指飞灰综合利用加工为产品的使用性能,它决定飞灰加 工产品的利用程度。因为飞灰利用的产品若没有较好的使用性能,即使飞灰容易 加工处理也是无济于事的。 ③ 对环境的影响。飞灰利用加工的产品必须呈现无毒性或在环境允许的范 围内,对环境没有影响,这样才能真正做到飞灰的再利用。 4、气化与热解的区别是什么? (1)不同,热解是完全无氧,气化是 O2 不足;产物不同,气化产物为可燃气 体,热解包括可燃气体、液体(焦油等)和固体(碳黑) 。 (2)还原气氛下热分解制备可燃气体,金属未被氧化,便于回升利用,同 时 Cu、Fe 等金属不易生成促进二恶英形成的催化剂;垃圾气化时空气系数较低, 大大降低排烟量,提高能量利用率、降低 NOx 的排放量,减少烟气处理设备投资

及运行费;灰渣在高于 1300℃以上的高温熔融状态下燃烧,能遏制二恶英的形 成。 5、危险废物污染防治技术政策有哪些? ⑴ 危险废物焚烧处置适用于不宜回收利用其有用组分、具有一定热值的危 险废物。易爆废物不宜进行焚烧处置。 ⑵ 焚烧炉温度应达到 1100℃以上,烟气停留时间应在 2s 以上,燃烧效率 大于 99.9%,焚毁去除率大于 99.99%,焚烧残渣的热灼减率小于 5%(医院临床 废物和含多氯联苯废物除外) 。 ⑶ 危险废物焚烧产生的残渣、烟气处理过程中产生的飞灰,须按危险废物 进行安全填埋处置。 ⑷ 危险废物的焚烧宜采用以旋转窑为基础的焚烧技术,可根据危险废物种 类和特征选用其他不同炉型,鼓励改造并采用生产水泥的旋转炉窑附烧或专烧危 险废物。 ⑸ 医院临床废物、含多氯联苯废物等一些传染性的、或毒性大、或含持久 性有机污染成分的特殊危险废物宜在专门焚烧设施中焚烧。 6、影响焚烧的因素有哪些? (1)焚烧温度(Temperature) 废物的焚烧温度是指废物中有害组分在高温下氧化、分解直至破坏所须达到 的温度。 (2)停留时间(Time) 废物中有害组分在焚烧炉内于焚烧条件下发生氧化、燃烧.使有害物质变成 无害物质所需的时间称之为焚烧停留时间。 (3)混合强度(Turbulance) 要使废物燃烧完全,减少污染物形成,必须要使废物与助燃空气充分接触、 燃烧气体与助燃空气充分混合。 (4)过剩空气(Excess Air) 在实际的燃烧系统中,氧气与可燃物质无法完全达到理想程度的混合及反 应。为使燃烧完全,仅供给理论空气量很难使其完全燃烧,需要加上比理论空气 量更多的助燃空气量,以使废物与空气能完全混合燃烧。 废物焚烧所需空气量是由废物燃烧所需的理论空气量和为了供氧充分而加 入的过剩空气量两部分所组成的。空气量供应是否足够,将直接影响焚烧的完善 程度。过剩空气率过低会使燃烧不完全,甚至冒黑烟,有害物质焚烧不彻底;但 过高时则会使燃烧温度降低,影响燃烧效率,造成燃烧系统的排气量和热损失增 加。过剩空气量应控制在理论空气量的 1.7-2.5 倍。 (5)四个控制参数的相互关系 参数变化 垃圾搅拌混合程度气体停留时间 燃烧室温

度 燃烧室负荷 燃烧温度上升 可减少 可减少 — 会增加 过剩空气率增加 会增加 会减少 会降低 会增加 气体停留时间增 加 可减少 — 会降低 会降低 7、一座大型垃圾焚烧厂通常包括哪几个系统? ⑴ 贮存及进料系统 ⑵ 焚烧系统 ⑶ 废热回收系统 ⑷ 发电系统 ⑸ 饲水处理系统 ⑹ 废气处理系统 ⑺ 废水处理系统 ⑻ 灰渣收集及处理系统 8、什么是 RDF?向制备 RDF 的原料中加入添加剂的主要作用? RDF 是垃圾衍生燃料的英文缩写。 向制备 RDF 的原料中加入添加剂的主要作用有: ① 起防腐剂的作用,使 RDF 长时间贮存时不发臭; ② 减少 RDF 中的氮含量,使 RDF 燃烧时 NOx 量减少; ③ 起固硫作用和固氮作用,使 RDF 燃烧时烟气中 HCl 和 SOx 量减少,并遏制二 恶英的产生。 ④ 工艺优点,通过化学反应,添加剂起固化作用。 9、余热利用的主要形式? ⑴ 直接热能利用 将垃圾焚烧产生的烟气余热转换为蒸汽、热水和热空气是典型的直接热能利 用形式。这种形式热利用率高,设备投资省,尤其适合于小规模(日处理量<100t/d) 垃圾焚烧设备和垃圾热值较低的小型垃圾焚烧炉。 ⑵ 余热发电 ⑶ 热电联供 在热能转变为电能的过程中,热能损失较大,它取决于垃圾热值、余热锅炉 热效率以及汽轮发电机组的热效率;垃圾焚烧厂热效率仅 13%—22.5%,甚至 更低。若有条件采用热电联供,将发电—区域性供热和发电—工业供热等结合起 来,则垃圾焚烧厂的热利用率会大大提高。该利用率与供电和供热比例有关,一 般在 50%左右,其至可达 70%以上。 10、二噁英的产生途径有哪些?什么是 3T1E 原则?(控制二噁英的产生采取的

主要措施是什么?) (1)二恶英的产生及来源:废物本身所含有;炉内燃烧不完全,低于 750-800 ℃时,碳氢化合物与氯化物结合生成;烟气中吸附的氯苯及氯酚等,在某一特定 温度(250-400℃,300℃尤甚) ,受金属氯化物(CuCl2,FeCl2)的催化而生成。 (2)二恶英被称为世界上最毒的物质,毒性相当于氰化钾的 1000 倍,因此 控制焚烧过程中产生二恶英是非常重要的。二恶英的防治主要从以下几方面着 手。 a 控制来源—控制氯和重金属含量高的物质 通过废物分类收集,加强资源回收,避免含 PCDDs/PCDFs 物质及含氯成分高的 物质(如 PVC 塑料等)进入垃圾中。 b 采用控制“3T1E”的方法来抑制二恶英的产生。“3T1E”是指: ①温度(Temperature) ,维持焚烧炉内的温度在 800℃以上(最好达到 900℃ 以上)可以将二恶英完全分解; ②时间(Time) ,保证烟气的高温停留时间在 2 秒以上; ③涡流(Turbulence) ,采用优化炉型和二次喷入空气等方法,充分混合和搅 拌烟气使其充分完全燃烧; ④过剩空气(Excess Air) ,提供足够的助燃空气可减少二恶英的产生。 c 减少炉内形成— 控制温度和停留时间 避免烟气急冷至 200℃,在烟气处理过程中尽量缩短 250~400℃温度域的停留 时间,可以减少二恶英的合成。 d 除尘去除—布袋除尘器前喷入活性炭 对于已经产生的二恶英,可以通过喷入活性炭粉末、甚至触酶分解器进行分 解以及设置活性炭塔吸收等方式从烟气中去除二恶英。 11、影响热解的主要因素有哪些? ⑴热解速率 较低和较高的加热速度下气体产量都很高;随着加热速度的增 加,水分和有机液体的含量减少。 ⑵温度 分解温度高,挥发分产量增加,油、碳化合物相应减少。分解温度 不同,挥发分成分也发生变化,温度越高,燃气中低分子碳化物 CH4、H2 等也增 加;高温下热解,固态残余物减少,可降低其处理难度。 ⑶湿度 含水率大,垃圾发热量低,不易着火,能源利用率不高,且在燃烧 过程中水分的气化要吸热,并降低燃烧室温度,使热效率降低,还易在低温处腐 蚀设备。 ⑷物料尺寸 尺寸越大,物料间间隙越大,气流流动阻力小,有利于对流传 热,辐射换热空间大,有利于辐射换热,减小了物料与环境的热传递阻力,但此 时物料本身的内热阻增大,内部温度均匀慢;尺寸越大,物料热解所需时间越长, 若缩短热解时间,则热解不完全。 ⑸反应时间 停留时间不足,热解不完全;停留时间过长,则装置处理能力

下降。 ⑹空气量 热解过程中进入的空气量越多,燃气热值越低。 12、适合于采用焚烧技术处理的固体废物有哪些? 一般而言,有机废物均具有可燃性,所以都可以进行焚烧处理,而不适合于 焚烧处理的废物种类是比较少的,如有机成分含量特别低的废物、易爆性废物、 放射性废物等都不能采用焚烧处理。适合焚烧处理的废物种类包括:①废溶剂; ②废油、油乳化物和油混合物;③废塑料、废橡胶和乳胶废物;④医院废物、制 药废物、农药废物;⑤废脂肪;⑥炼油废物;⑦含蜡废物;⑧含酚废物和含卤素、 硫、磷、氯化合物的有机废物;⑨被有害化学物质污染的固体废物或废液等;⑩ 城市生活垃圾等。 具有以下一种或者几种特性的固体废物可以选定焚烧处理方法:①具有生物 毒性和危害性;②不易为生物降解,能在环境中长期存在;③易挥发或者易扩散; ④燃点较低;⑤土地填埋处置不安全。 13、废物在焚烧炉内的燃烧方式有哪几种? ① 按照燃烧气体的流动方向分: 反向流——适合难燃性、闪火点高的废物燃烧 同向流——适用于易燃性、闪火点低的废物燃烧 旋涡流——燃烧气体由炉周围方向切线加入,造成炉内燃烧气流的旋涡性, 可使炉内气温扰动性增大,不易发生短流,废气流经路径和停留 时间厂,而且气流中间温度非常高,周围温度并不高,燃烧较为 完全。 ② 按照助燃空气加入阶段数分: 单段燃烧——必须送入大量空气,较长停留时间才能将固体废物完全燃烧。 多段燃烧——在多段燃烧中,首先在一次燃烧过程中提供未充足的空气量, 使废物进行蒸发和热解燃烧,产生大量的 CO、碳氢化合物气体 和微细的碳颗粒;然后在第二次、第三次燃烧过程中,再供给 充足空气使其逐次氧化成稳定的气体。 ③ 按照助燃空气供应量分: 过氧燃烧——第一燃烧室供给充足的空气量 缺氧燃烧——第一燃烧室供给的空气量约是理论空气量的 70%~80%,处于缺 氧状态,使废物在此室内裂解成较小分子的碳氢化合物气体、CO 与少量微细的碳颗粒,到第二燃烧室再供给充足空气使其氧化成 稳定的气体。由于经过阶段性的空气供给,可使燃烧反映较为稳 定,相对产生的污染物较少,且在第一燃烧室供给的空气量少, 所带出的粒状物质也相对较少。 (常用) 热解燃烧——第一燃烧室与热解炉相似,利用部分燃烧使炉体升温,向燃烧 室加入 少量的空气(约为理论空气量的 20%~30%) ,加速废物

裂解反应的进行,产生部分可回收利用的裂解油,裂解后的烟气 中仅有微量的粉尘与大量的 CO 和碳氢化合物气体,加入充足的 空气使其迅速燃烧放热。 (目前技术尚未十分成熟,适合处理高 热值废物) 14、垃圾热解的基本原理及特点是什么?垃圾热解法的优点是什么? (1)热解原理及特点: 热解是将有机化合物在缺氧或绝氧的条件下利用热能使化合物的化合键断 裂,由大分子量的有机物转化成小分子量的燃料气、液状物(油、油脂等)及焦 炭等固体残渣的过程。垃圾热解过程包括裂解反应、脱氢反应、加氢反应、缩合 反应、桥键分解反应等。 有机物+热气体+液体+固体绝热或缺氧????→ 城市生活垃圾→气体(H2、CH4、CO、CO2)+有机液体(有机酸、芳烃、焦油) +固体(碳黑、炉渣) 如纤维素热解化学式为 3C6H10O5→8H2O+C6H8O+3CO2+CH4+H2+8C 其中 C6H8O 为焦油。 与焚烧相比,热解将垃圾中的有机物转化为以燃料气、燃料油和碳黑为主的 贮存性能源,是吸热过程;由于缺氧分解,排气量少,有利于减轻对大气环境的 二次污染;废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在碳黑中,由于保持还 原性条件,Cr3 +不会转化为 Cr6 +;NOx 产生少;热解设备相对简单。研究报道表明, 热解烟气量是焚烧的 1/2,NO 是焚烧的 1/2,HCl 是焚烧的 1/25,灰尘是焚烧的 1/2。 (2)优点: ①热解氧化操作简便安全(一次性进料,一次性除渣) ,焚烧过程便于控制(热 解速度、焚烧速度均可控制) ,将废物的热量进行两级分配,提高了二次燃烧 的温度,节省了燃料; ②在热解过程中废弃物的有机物成分能转化成可利用的能量形式,其经济性更 好,热解产生的燃气视其热值的高低可直接燃烧或和其他高热值燃料混合燃 烧,反应过程中产生的焦油视其性质可制成燃料或提取化工原料; ③热解焚烧系统的二次污染小,可简化污染控制问题,对环境更加安全。因热解 是在绝氧或极低的氧还原条件中进行的,因此发生的 NOx、SOx、HCl 等公害物 质少,生成的气或油能在低空气比下燃烧,因此废气量较小,对大气的污染也 少,降低了二次污染物的排放水平,因而是一种安全的垃圾处理方法; ④排出物密度高、致密,废物大大被减容,而且灰渣被熔融,垃圾中的硫、重金 属等有害成分被大部分固定在碳黑中,可从中回收金属,由于保持还原条件,

Cr3+不会转化为 Cr6+,能防止重金属类溶出; ⑤能处理不适于焚烧的难处理物,如有毒有害的医疗垃圾的热解处理; ⑥热分解残渣中,腐败性有机物少,能防止填埋场的公害。 15、焚烧厂尾气如何冷却? 垃圾焚烧厂尾气的冷却可分为直接式和间接式两种类型。 直接式冷却是利用惰性介质直接与尾气接触以吸收热量,达到冷却温度调节 的目的。水具有较高的蒸发热可以有效降低尾气温度,产生的水蒸气也不会造成 污染,因此水是最常使用的介质。空气的冷却效果很差,必须引入大量空气,这 样会造成尾气处理系统容量增加因此很少单独使用。直接喷水冷却可降低初期投 资,增加系统稳定性,缺点是造成水量的消耗,而且浪费能源。 间接冷却方式是利用传热介质(空气、水等)经由废热锅炉、换热器、空气 预热器等热交换设备,以降低尾气温度,同时回收热产生水蒸气,或加入燃烧所 需的空气的冷却方式。一般。来说,采用间接冷却方式可提高热量回收效率,产 生水蒸气并用于发电,但投资及维护费用也较高,系统的稳定性较低。 中小型焚烧厂产生的热量较小,废热回收利用不易,且经济效益差,大多采 用喷水冷却方式来降低焚烧炉的废气温度。如果焚烧炉每炉的垃圾处理量达 150t/d,且垃圾热值达 7500kJ/kg 以上时,燃烧废气的冷却方式宜采用废热锅炉 进行冷却。大型垃圾焚烧厂具有规模经济的效果,宜采用废热锅炉冷却燃烧废气, 产生水蒸气,用于发电。 三、论述题: 1、论述城市垃圾用热分解法处理的难点。 热分解产物由于分解反应的操作条件不同,变化多种多样。热分解能从废物 中回收可以输送、储存的能源(油或燃料气等) ,而焚烧只能回收热能。但热分 解比焚烧技术要求高,操作控制条件也更为严格。因此,热分解的设备费用、处 理成本相应也很高,特别四城市垃圾成分的不稳定性,使城市垃圾用热分解法处 理难度较大: ① 垃圾是一种混合物,不同物质的热分解温度不同,热分解行为也不同, 所以热分解操作条件的控制十分困难,有时甚至无法进行; ② 垃圾成分、水分经常变化,操作条件很不稳定,因此往往实验室阶段很 有成效,而一到工业阶段就变得很复杂,处理费用也大幅度增加。如果 混合物含水率过大,特别是我国现阶段的垃圾,主要是厨余而纸张等高 热值可分解物的含量与国外相比含量很低。厨余垃圾水分很高,热分解 的热量平衡就比较困难,热分解所能回收的燃料油、燃料气不仅少,而 且热值也低,因此热分解的经济性必须充分注意; ③ 垃圾中有些塑料或橡胶热解将会产生 HCl 或 HCN,这给热分解在技术上带 来更大困难; ④ 城市垃圾热解处理,在美国、日本、德国等国虽有各种研究或实验报告,

但由于垃圾是一极为复杂,水分、组分极为不稳定的混合物,要稳定地 操作很不容易。投资费、运行费、维护费均高,回收的燃料气有时因发 热量低,利用有一定的限制,因此只有在不考虑其经济效益的前提下, 垃圾热分解技术才能实现其工业化。 2、一座大型垃圾焚烧厂通常包括哪几个系统? ⑴贮存及进料系统 本系统由垃圾贮坑、抓斗、破碎机(有时可无)、进料斗 及故障排除/监视设备组成。垃圾贮坑提供了垃圾贮存、混合及去除大型垃圾的 场所,一座大型焚烧厂通常设有一座贮坑.负责替 3—4 座焚烧炉进行供料的任 务。每一座焚烧炉均有—进料斗,贮坑上方通常由 1—2 座吊车及抓斗负责供料, 操作人员山屏幕监视或目视垃圾由进料斗滑入炉体内的速度决定进料频率。若有 大型物卡住进料口,进料斗内的故障排除装置亦可将大型物顶出,落回贮坑;操 作人员也可指挥抓斗抓取大型物品,吊送到贮坑上方的破碎机破碎,以利进料。 ⑵焚烧系统 即焚烧炉个体内的设备,主要包括炉床及燃烧室。每个炉体仅 一个燃烧室。炉床多为机械可移动式炉排构造,可让垃圾在炉床上翻转或燃烧。 燃烧室一般在炉床正上方,可提供燃烧废气数秒钟的停留时间,由炉床下方往上 喷入的一次空气可与炉床上的垃圾层充分混合,由炉床正上方喷人的二次空气可 以提高废气的搅拌时间。 ⑶废热回收系统 包括布置在燃烧室四周的锅炉路管(即蒸发器)、过热器、 节热器、炉管吹灰设备、蒸汽导管、安全阀等装置。锅炉炉水循环系统为—封闭 系统、炉水不断在锅炉管中循环,经不同的热力学相变化将能量释出给发电机, 炉水每日需冲放以泄出管内污垢,损失的水则由饲水处理厂补充。 ⑷发电系统 由锅炉产生的高温高压蒸汽被导人发电机后,在高速冷凝的过 程中推动了发电机的涡轮叶片.产生电力,并将未凝结的蒸汽导人冷却水塔,冷 却后贮存在凝结水贮槽,经由饲水泵再打入锅炉炉管中,进行下一循环的发电工 作。在发电机中的蒸汽亦可中途抽出一小部分作次级用途,例如助燃空气预热等 工作。饲水处理厂送来的补充水可注入饲水泵前的除氧器中,除氧器以特殊的机 械构造将溶于水中的氧去除,防止路管腐蚀。 ⑸饲水处理系统 饲水子系统主要作为处理外界送人的自来水或地下水,将 其处理到纯水或超纯水的品质.再送人锅炉水循环系统。其处理方法为高级用水 处理程序,一般包括活性炭吸附、离子交换及逆渗透等单元。 ⑹废气处理系统 从炉体产生的废气在排放前必须先行处理到排放标准。早 期常使用静电集尘器去除悬浮颗粒,再用湿式洗烟塔去除酸性气体(如 HCl、SOx、 HF 等)。近年来则多采用干式或半干式洗烟塔去除酸性气体,配合滤袋集尘器去 除悬浮微粒及其他重金属等物质。 ⑺废水处理系统 由锅炉泄放的废水、员工生活废水、实验室废水或洗车废 水,可以综合在废水处理厂一起处理,达到排故标准后再放流或回收再利用。废 水处理系统一般由数种物理、化学及生物处理单元所组成。

⑻灰渣收集及处理系统 由焚烧炉体产生的底灰及废气处理单元所产生的 飞灰。有些厂采用合并收集方式,有些则采用分开收集方式。国外一些焚烧厂将 飞灰进一步固化或熔融后,再合并炉渣送到灰渣掩埋场处置.以防止沾在飞灰亡 的重金属或有机性毒物产生二次污染。 四、计算题: 1、我国某城市垃圾的组分见下表,假设各组分的热值与美国城市垃圾的典 型组分的热值相同,据此计算该城市生活垃圾的热值。 可燃组分 不可燃组分 组 分 质量百分率 /% 组 分 质量百分率/% 厨房废渣、果皮 30.12 煤灰 57.25 木屑杂草 2.00 陶瓷、砖、石 7.97 纸张 1.52 皮革、塑料、橡胶、纤 维 1.14 总 计 34.78 总 计 65.22 解: ⑴ 以 1kg 垃圾为例,分别计算各可燃组分的质量 废渣及果皮质量:0.3012kg;木屑杂草质量:0.2kg;纸张质量:0.152kg; 皮革塑料质量:0.114kg。 ⑵ 分别计算各可燃组分的热能 厨房残渣产生的热能:4650×0.3012=140.058kJ;木屑杂草产生的热能:6510 ×0.2=13kJ;纸张产生的热能:16750×0.152=25.46kJ;皮革塑料产生的热能: 32560×0.114=37.118kJ。 ⑶ 计算垃圾的热值 将各可燃组分的热值相加,得该城市垃圾得热值为 215.56kJ/kg。 2、某固体废物含可燃物 60%、水分 20%、惰性物 20%。固体废物的元素组成 为碳 28%、氢 4%、氧 23%、氮 4%、硫 1%,水分 20%、灰分 20%。假设 ①固体废物的热值为 11630kJ/kg; ②炉栅残渣含碳量为 5%; ③空气进入炉膛的温度为 65℃,离开炉栅的温度为 650℃ ; ④残渣的比热为 0.323 kJ/(kg.℃) ; ⑤水的汽化潜热 2420 kJ/kg ; ⑥辐射损失为总炉膛输入热量的 0.5%; ⑦碳的热值为 32564 kJ/kg 。

试计算这种废物燃烧后可利用的热值。 解:以 1kg 垃圾进行计算。 ⑴ 未燃烧的碳的含热量 ① 未燃烧的碳量 惰性物的重量=1kg*20%=0.2kg 总残渣量=0.2kg/(1-0.05)=0.2105kg 未燃烧的碳量=0.2105-0.2=0.0105kg ②未燃烧碳的热损失 32564kJ/kg*0.0105kg=340kJ ⑵ 计算水的汽化潜热 ① 计算生成水的总重量 总水量=固体废物原含水量+组分中氢燃烧后生成水的量 固体废物原含水量=1kg*20%=0.2kg 组分中氢燃烧后生成水的量=1kg*4%*18/2=0.36kg 总水量=0.2+0.36=0.56kg ② 水的汽化潜热 2420kJ/kg*0.56=1360kJ ⑶ 辐射热损失=11630kJ*0.5%=58kJ ⑷ 残渣带出的热量 =0.2105kg*0.323kJ/(kg.℃)*(650-65) ℃ =39.8kJ ⑸ 可利用的热值 =固体废物总能量-各种热损失之和 =11630-(340+1360+58+39.8) =9882.2kJ 故该垃圾可利用的热值为 9882.2kJ/kg。 3、氯乙烯的 Arrhenius 常数 A 为 3.57×1014,活化能为 63300kcal/mol, 试计算其在 800℃的焚烧炉中去除率为 99.5%时所需的停留时间。若停留时间为 1s,在 800℃的焚烧炉中氯乙烯的去除率为多少? 解:⑴ 去除率为 99.5%时 k = 3.57×1014 ?e?63300×4.18/(8.314×1073) = 46.94 (s?1) 0.1129 ( ) 1 ln 0.005 46.94 1 99.5% s t = ?? ?

?? = ?? ⑵ 若停留时间为 1s / 46.94 1 4.11 10 21 0 c c = e? × = × ? A A 第五章 固体废物的生物处理技术 一、名词解释: 1、固体废物的生物处理——以固体废物中可降解的有机物为对象,通过生物(微 生物)的作用使之转化为水、二氧化碳或甲烷等物质的过程。 2、堆肥化——就是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物,以及 由人工培养的工程菌等,在一定的人工条件下,有控制地促进可被生物降解的有 机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程,其实质就是一种生物代谢过程。 3、堆肥——堆肥化的产物叫堆肥。 4、一次发酵——好氧堆肥的中温与高温两个阶段的微生物代谢过程称为一次发 酵或主发酵。 5、二次发酵——物料经过一次发酵,还有一部分易分解和大量难分解的有机物 存在,需将其送到后发酵室,堆成 1~2m 高的堆垛进行的再次发酵,使之腐熟的 过程。 6、腐熟度——指成品堆肥的稳定程度。 7、厌氧消化——在厌氧条件下通过利用微生物群落或游离酶对有机固体废物中 的生物质分解降解作用,使其中的易腐生物质部分得以降解,并消除生物活性, 转化为无腐败性的残渣的过程。 二、简答题: 1、固体废物生物处理的意义何在? ⑴ 对固体废物进行处理消纳,实现稳定化、减量化、无害化; ⑵ 促进固体废物的适用组分重新纳入自然循环(如堆肥用于改土,重新回 归农田生态系统) ; ⑶ 将大量有机固体废物转化为有用物质和能源,实现固体废物的资源化(如 沼气、生物蛋白、乙醇) 。 2、堆肥化的方式主要有哪几种? 堆肥化的方式按照不同的方法有不同的分类。根据温度要求,分为中温和高 温堆肥;按照堆肥过程的操作方式,可分为动态和静态堆肥;按照堆肥的堆置情 况可分为露天和机械密封堆肥。 最常用的分类方式是根据在生物处理过程中起作用的微生物对氧气要求的 不同,把固体堆肥分为好氧堆肥化和厌氧堆肥化。前者是在通风条件下,有游离 氧存在时进行的分解发酵过程。后者是利用厌氧微生物发酵造肥,特点是空气与 堆肥相隔绝,温度低,工艺简单,但是堆制周期长,气味浓烈,产品分解不够完

全稳定。 通常,仅按一种分类方式很难全面描述堆肥状况,因此常常兼用多种工艺加 以说明。 3、适于堆肥的原料有什么特性?包括哪些? 适于堆肥的原料需要具备三个特性:固体废物密度一般为 350~650kg/m3; 含水率为 40%~60%;碳氮比为(20~30) :1 堆肥的原料很广,主要包括以下几类: (1)城市垃圾 指城市居民日常生活、商业活动、机关办公、市政维护等过程 所产生的固体废物,其中金属、陶瓷、玻璃、塑料等要经过分选回收,余下的才 适合堆肥处理。 (2)粪便 粪便的碳氮比较低,非常适合作为堆肥原料。 (3)污泥 主要来自城市生活污水和工业废水处理工程中产生的污泥。 (4)农业固体废物 在我国堆肥的主要原料是生活垃圾与粪便的混合物,也有的是城市垃圾与生 活污水、污泥的混合物。 4、试述好氧堆肥的基本原理。 好氧堆肥是在有氧的条件下,借好氧微生物(主要是好氧菌)的作用来进行 的。在堆肥过程中,生活垃圾中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜 而为微生物所吸收,固体的和胶体的有机物先附在微生物体外,由生物所分泌的 胞外酶分解为溶解性物质,再渗入细胞。微生物通过自身的生命活动——氧化、 还原、合成等过程,把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,并放出生物 生长活动所需要的能量,把一部分有机物转化为生物体所必需的营养物质,合成 新的细胞物质,于是微生物逐渐生长繁殖,产生更多的生物体。 5、如何控制堆肥过程中的含水率? 堆肥过程中水分作用在于:溶解有机物,参与微生物的新陈代谢;水分蒸发 时散热以调节温度。 含水率 50-60%为佳。水分过多,降低游离孔隙率,影响空气扩散,易造成 厌氧状态,同时产生渗滤液处理问题;水分低于 40%,微生物活性降低,堆肥温 度随之下降。 含水率偏低,可添加污水、污泥、人粪尿、粪便等来调节水分;对于高含水 率的固体废物,可以采用机械压缩脱水,也可以在场地和时间允许的条件下将物 料摊开进行水分蒸发,还可以在物料中加入稻草、木鞋、干叶等松散物或吸水物, 还可以掺和调理剂,干调理剂对控制湿度较有利。 6、堆肥过程中的碳氮比如何控制? 碳为微生物生命活动提供能源,氮则用于合成细胞原生质。堆肥发酵过程中, 碳氮比逐渐下降。 碳氮比最佳为(25~35) :1;低于 20:1 时,微生物繁殖因能量不足而受到

抑制,分解缓慢且不彻底;高于 40:1 时,堆肥施入土壤导致“氮饥饿”,夺取 土壤中的氮。 通过在垃圾中加入人粪尿、畜粪以及城市污泥等调节剂,使碳氮比调到 30 以下。 7、堆肥过程中的通风操作具有哪些作用? 通风操作时好氧堆肥能够成功的重要因素之一,其主要作用有: ①提供氧气,以促进微生物的新陈代谢; ②通过供气量的控制,调节最适温度; ③在维持最适温度条件下,加大通风量可去除水分。 8、指出堆肥面临的问题和对策。 ⑴ 堆肥面临的问题 产品中 N、P、K 含量不高;堆肥杂质(废塑料、碎玻璃、碎陶瓷片等)影响 堆肥质量;堆肥销路差;堆肥投资较大(25-36 万元/t.d) ;分选费用、贮存费 用较高。 ⑵ 对策 ① 控制堆肥原料的质量 对生活垃圾应强化源头分类收集和前处理(破碎、 分选、筛分)工序;对粪便及污泥,前处理着重是调整水分和碳氮比等。 ②堆制生物活性肥料 微生物接种剂本身不是肥料,只是增强土壤吸收、利 用肥料的能力。 ③堆制有机复混肥 ④其它新型垃圾肥料 磁性有机肥;生物活性肥料(微生物有机肥) 。 9、什么是固体废物厌氧消化? 有机废物的厌氧消化是指在特定的厌氧条件下,由厌氧微生物将有机质进行 分解,使其中的易腐生物质部分得到降解,并且消除生物活性,转化为无腐败性 的稳定残渣的过程。该过程中,一部分碳素物质转化为甲烷和二氧化碳,其中被 分解的有机碳化物中的能量大部分转化贮存在甲烷中,仅一小部分有机碳化物被 氧化成二氧化碳,释放的能量作为微生物生命活动的需要。因此在这一分解过程 中,仅积贮少量的微生物细胞。 10、厌氧消化过程中的微生物包括哪些? (1)不产甲烷菌 种类繁多,有细菌、真菌和原生动物三大群。其中细菌 的种类最多,作用也最大,按呼吸类型分为专性厌氧菌、好氧菌和兼性厌氧菌。 其中以专性厌氧菌的种类和数量最多。 (2)产甲烷菌 产甲烷菌在原核生物中由于它们能厌氧代谢产生甲烷而成 为一个独特类群。 11、厌氧消化技术主要有哪些特点? 厌氧消化技术主要有以下特点: ①具有过程可控制、降解快、生产过程全封闭的特点;

②能源化效果好,可以将潜在于废弃有机物中的低品位生物能转化为可以直接利 用的高品位沼气; ③易操作,与好氧处理相比厌氧消化不需要通风动力,设施简单,运行成本低, 属于节能型处理方法; ④产物可再利用,适于处理高浓度有机废水和废物,经厌氧消化后的废物基本得 到稳定,可以作农肥、饲料或堆肥化原料; ⑤厌氧微生物的生长速度慢,常规方法的处理效率低,设备体积大; ⑥厌氧过程中会产生 H2S 等恶臭气体。 三、论述题: 1、使用堆肥能够产生哪些积极的作用? 使用堆肥能带来一些积极的作用: (1)使土质松软,多孔隙,易耕作,改善土壤的物理性能,增加保水性、透水 性及渗水性。 (2)有吸附阳离子的作用,有助于保住氮、钾、铵等以阳离子形态存在的肥料 成分。腐殖质阳离子交换容量是普通粘土的几倍到几十倍。 (3)腐殖化的有机物具有调节植物生长的作用,也有助于根系发育和伸长。 (4)腐殖质有缓冲作用 当土壤中腐殖质多时,肥料施得过多或过少,气象条 件的稍微恶化,都不易损害土壤的性能。例如水分不足时,腐殖质多可起到类似 于缓冲器的作用,防止植物枯萎。 (5)堆肥是缓效性肥料 堆肥中的氮肥几乎都以蛋白质的形态存在,当施到田 里时,蛋白质经氮微生物分解成氨氮,在旱地里部分变成硝酸盐氮,两者都是能 被吸收的。施用堆肥不会出现施化肥那样短暂有效或施肥过头的情况,由于经过 上述过程缓慢持久地起作用,故不致对农作物产生损害。 (6)腐殖质中某种成分由螯合作用,和酸性土壤中含量较多的活性铝结合后, 使其半数变成活性物质,因而能抑制活性铝和磷酸结合的有害作用。 (7)堆肥是二氧化碳的供给源 如与外界空气隔绝的密封罩内二氧化碳浓度 低,当大量施用堆肥后,罩内较高的温度可促使堆肥分解放出的二氧化碳。 总之,堆肥中的腐殖质能改善土壤的物理、化学、生物性质,使土壤环境保 持适于农作物生长的良好状态。堆肥的用途很广,既可以用作农田、绿地果园、 苗圃、畜牧场、庭院绿化、风景区绿化等的种植肥料,也可以做过滤材料、隔音 板机制作纤维板等。 2、好氧堆肥过程一般分为几个阶段?各阶段有何特点? 固体废物好氧堆肥过程一般分为四个阶段:升温阶段、高温阶段、降温阶段、 腐熟阶段。 (1)升温阶段(亦称中温阶段) 堆层温度 15~45℃,嗜温菌活跃,可溶性糖类、淀粉等消耗迅速,温度不 断升高;以细菌、真菌、放线菌为主;

堆肥初期,堆层基本呈中温、嗜温性微生物(中温放线菌、蘑菇菌等)较为活跃, 并利用堆肥中可溶性有机物质(单糖、脂肪和碳水化合物)旺盛繁殖。它们在转换 和利用化学能的过程中,有一部分变成热能,由于堆料有良好的保温作用,温度 不断上升。 (2)高温阶段 当堆肥温度上升到 45℃以上时,即进入堆肥过程的第二阶段一高温阶段。 堆层温度升至 45℃以上,不到一周可达 65~70℃,随后又逐渐降低。温度上升 到 60℃时,真菌几乎完全停止活动,温度上升到 70℃以上时,对大多数嗜热性 微生物己不适宜,微生物大量死亡或进入休眠状态,除一些孢子外,所有的病原 微生物都会在几小时内死亡,其它种子也被破坏。其中:50℃左右,嗜热性真菌、 放线菌活跃;60℃左右,嗜热性放线菌和细菌活跃;大于 70℃,微生物大量死 亡或进入休眠状态。 (3)降温阶段 在此阶段,中温微生物又开始活跃起来,重新成为优势菌,对残余较难分解 的有机物作进一步分解,腐殖质不断增多,且稳定化。当温度下降并稳定在 40 ℃左右时,堆肥基本达到稳定。 (4)腐熟阶段 堆体温度降低后,嗜温微生物又重新占优势,对残余较难分解的有机物作进 一步分解,腐殖质不断增多且稳定化,此时堆肥即进入腐熟阶段。降温后,需氧 量大大减少,含水量也降低,堆肥物孔隙增大,氧扩散能力增强,此时只需自然 通风即可。 3、分析堆肥过程中的主要影响因素。 堆肥过程中主要影响因素有化学因素和物理因素。 (1) 化学因素 ①C/N 比 C/N 比影响有机物被微生物分解的速度。C/N 比在 10~25 之间时,有 机物的分界速率最大。一般认为城市固体废物堆肥原料最佳 C/N 比在(20~35) : 1。 ②C/P 比 磷的含量对发酵有很大影响。堆肥料适宜的 C/P 比为 75~150。 ③供氧量 对于好氧堆肥而言,氧气是微生物赖以生存的条件,供氧量要适当, 通常实际所需空气量应为理论空气量的 2~10 倍。 ④pH 值 一般认为 PH 在 7.5~8.5 时,可获得最大堆肥速率。 ⑤有机质含量 这一因素影响堆料温度与通风供氧要求。如有机质含量过低,分 解产生的热量不足以维持堆肥所需要的温度,影响无害化处理;如果有机质含量 过高,则给通风供氧带来困难,有可能产生厌氧状态,研究表明堆料最适合的有 机质含量为 20%~80%。 (2)物理因素: ①温度 温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。温度过低,分解反

应速度慢,也达不到无害化要求;温度过高,有益细菌将被杀死,且分解速度慢。 适宜的堆肥化温度为 55~60℃。 ②颗粒度 堆肥化所需的氧气是通过堆肥原料颗粒空隙供给的。空隙率及空隙的 大小取决于颗粒大小及结构强度。对堆肥原料颗粒的平均适宜粒度为 12~60mm, 最佳粒径随垃圾物理特性而变化。 ③含水率 含水率对于发酵过程影响很大。水的作用包括两点:一是溶解有机物, 参与微生物新陈代谢;二是调节堆体温度。适宜含水率范围为 45-60%。 4、试述好氧堆肥的工艺流程。 好氧堆肥生产通常由前处理、主发酵、后发酵、后处理、贮存等工序组成。 (1) 前处理(破碎、分选、筛分、调整水分、C/N 比、添加菌种和酶制剂) 以家畜粪便、污泥等为堆肥原料时,前处理的主要任务是调整水分和碳氮比, 或者添加菌种和酶制剂。 以城市垃圾为堆肥原料时,垃圾中含有粗大物件和不能堆肥的物质,故前处理包 括破碎、分选、筛分等工序,使堆料表面积增大,便于微生物繁殖,从而提高发 酵速度。适宜的粒径范围是 12-60mm。 (2) 主发酵(一次发酵,4-12 天) 主发酵可在露天或发酵装置内进行,通过翻堆或强制通风向堆积层或发酵装 置内的物料供给氧气。此时的物料在微生物的作用下开始发酵,首先是易分解物 质被分解;与此同时,微生物则吸取有机物中的营养成分,菌群增殖和有机物分 解放出的热量使堆温上升。 发酵初期物质的分解是靠嗜温菌 30-40℃为最适宜生长温度进行的,由于 堆温上升,最适宜温度为 45-65℃的嗜热菌取代嗜温菌,堆温进入高温阶段。 通常,在严格控制通风量的情况下,将堆温升高至开始降低为止的阶段作为主发 酵阶段。对以生活垃圾为主体的城市垃圾和家畜粪便好氧堆肥而言,其主发酵期 约为 4-12 天。 (3)后发酵(二次发酵,20-30 天) 经过主发酵的半成品被送往后发酵工序,在这里将此前尚未分解的易分解和 较难分解的有机物进一步分解,使之变成比较稳定的腐殖质类有机物,从而得到 完全成熟的堆肥制品。在该工序中通常将物料堆积到 1-2m 后进行发酵,一般进 行自然通风,有时需加以翻堆或作必要的通风处理。后发酵时间一般在 20-30 天。 (4) 后处理(分选) 分选去除预分选未去除的塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等,若生产精堆 肥,应进行再破碎过程。生产复合肥,需加入 N、P、K。 (5) 贮存(6 个月,适应农用的季节性) 由于农田施用堆肥有一定季节性,故需适当的库存容量将富余堆肥产品贮存 起来。一般以能贮存 6 个月堆肥生产量为宜。

5、通风供氧有哪些方式? 根据不同堆肥对于供氧要求的差异以及堆肥设备结构的不同和工艺过程的 不同,高温好氧堆肥的供氧方式可以分为以下几种。 (1) 自然扩散法 利用空气的自然扩散,使氧气由堆体表面向内部扩散。一 般来讲,再一次发酵阶段,通过表面扩散只能保证堆体表层约 20cm 厚的一层物 料内氧的存在,很难满足堆体内部对氧的需要,极易出现厌氧情况。因此,大型 的堆肥厂通常不会再一次发酵阶段采用自然扩散法。而二次发酵阶段,氧可扩散 至内部 1.5m 处。如果堆高低于此值,则可以采用自然扩散,从而节约能量。 (2)翻堆供氧法 利用对堆体的翻动或者搅拌,使空气进入固体颗粒的间 隙中,这种供氧方式一般在条垛堆肥系统中经常使用。 (3)强制通风法 强制通风包括鼓风、抽气和鼓风抽气混合三种方式。强 制通风易于操作和控制,是大型堆肥厂常用的,也是最为有效的一种供氧方式。 (4)翻堆与强制通风相结合 通常用于强制通风条垛系统。 (5)被动通气法 指利用热空气上升引起的“烟囱”效应而使空气通过堆 体的过程,一般应用于条垛堆肥系统。该方法无需翻堆或者利用动力强制通风, 所以可以降低投资和运行费用。 6、如何进行堆肥过程的污染控制? 堆肥过程中的可能产生各种污染,如粉尘、振动、噪声、臭气、废水等造成 的污染,具体控制措施如下: (1)粉尘 应该安装必要的除尘设备,对于废物破碎装置应该配备集尘设备。 (2)振动 按照周围环境的正常条件,采取有效措施防止堆肥设备的运作所 产生的振动影响。通常的防振措施包括在设备和机座之间安装防振装置,修建足 够大的机座,在机座和构筑物基础间留有足够的伸缩缝等。 (3)噪声 必须采取必要和有效的措施防止由堆肥的各种设备所产生的噪 声,包括采用隔音材料和设施等,不应对周围居民的正常生活造成干扰。 (4)臭气 堆肥化系统所产生的臭气通常包括氨、硫化氢、甲硫醇、胺等, 应该采取适当的方式对其进行脱除。不同的脱臭技术主要随着堆肥装置的现场条 件、当地天气情况、臭气的减少等加以选择确定。 (5)废水 对于来自于废物坑和相应设施的废水以及来自于工作人员的生活 污水,必须进行适当处理,可以采用废水环流利用等处理发酵仓产生的废水,其 他废水如果在堆肥厂内部无法处理,应该运往粪便处理厂或者污水处理厂进行处 理。 7、堆肥中的臭气如何控制和处理? 堆肥过程中采用的脱臭技术主要有以下几种: (1)稀释淡化法 利用排气管将臭气通入水,海水、各种酸、碱液等进行淡化 处理。 (2)臭氧氧化法 利用臭氧的强氧化性对臭气进行破坏性氧化。

(3)氧化法 利用过氧化氢、高锰酸钾、氯、次氯酸钠、次氯酸钙等进行氧化。 (4)吸附法 利用强吸附能力的物质如活性炭、硅胶、活性黏土等对臭气进行 吸附。 (5)直接燃烧法 将臭气送入锅炉燃烧室或者焚烧炉等进行燃烧。 (6)离子交换树脂法 利用适当的树脂材料进行吸附,然后通过带电离子交换 作用除去。 (7)生物脱臭法 利用熟化堆肥覆盖、土壤过滤、生物滴滤床等进行处理。 (8)掩蔽法和中和法 利用芳香族物质作为掩蔽剂或者利用中和剂与臭气发生 反应和吸附,降低臭气浓度。 8、厌氧消化分为哪几个阶段? 厌氧消化分三个阶段: (1)水解(液化)阶段 微生物的孢外酶,如纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶 和脂肪酶等,将有机物进行体外酶解,纤维素、淀粉等多糖分解成单糖和二糖进 而形成丙酮酸,蛋白质转化为肽和氨基酸,脂肪转化为甘油和脂肪酸。也就是说, 将固体有机物转化为可溶性的分子量较小的物质。 (2)产酸阶段 上一阶段的液化产物进入微生物细胞,在胞内酶的作用下迅 速转化为低分子化合物,如低级脂肪酸、醇、中性化和物等,其中以有机酸尤其 是乙酸所占比例最大,可以达到 80%左右。 (3)产甲烷阶段 由严格厌氧的产甲烷菌完成。它们利用一碳化和物(二氧 化碳、甲醇、甲酸、甲基胺和一氧化碳) 、一酸和氢气产生甲烷。在这一阶段, 前面所产生的低分子物质几乎有 90%可以转化为家湾,其余 10%则被甲烷菌作为 自身的养料进行新陈代谢。 上述三个阶段实际上是一个连续的过程,相互依赖。发酵初期以第一和第二 阶段为主,兼有第三阶段反应。发酵后期,三个阶段的反映同时发生,在一定的 动态平衡下,才能够维持正常地产气。 9、厌氧消化的主要影响因素有哪些? 厌氧消化的主要影响因素包括以下几个方面。 (1)原料配比 大量报道和实验表明,厌氧消化的反应物碳氮比在(20~30) : 1 时较为适宜。一般将贫氮有机物(如作物秸秆等)和富氮有机物(如人畜粪尿、 污泥等)进行合理配比,从而得到合适的碳氮比。 (2)温度 根据温度的不同,可把发酵过程分为中温发酵(30~36℃)和高 温发酵(50~55℃) 。一般厌氧消化常控制在这两个温度范围内,以获得尽可能 高的降解速度。 (3)酸碱度 水解、发酵菌及产氢产乙酸菌对 pH 值的适应范围大致为 5~6.5, 而甲烷菌对 pH 值的适应范围为 6.6~7.5 之间。 为提高系统对 PH 的缓冲能力,需要维持一定的碱度。通常情况下,碱度控制在在 2000~5000mgCaCO3/L,可通过投加石灰或含氮物料的办法进行调节。

(4)Eh 一般来讲,厌氧微生物只能在 Eh 值 100 mV 以下甚至负值时才能生 长。产甲烷菌生长和产甲烷的适宜氧化还原电位(Eh)是-330 mV 以下。 (5)搅拌 搅拌是促进厌氧消化所不可缺少的,有效的搅拌可以增加物料与 微生物接触的机会;使系统内的物料和温度均匀分布;防止局部出现酸积累;使 生物反应生成的硫化氢、甲烷等对厌氧菌活动有阻害的气体迅速排出;使产生的 浮渣被充分破碎。 (6)有毒物质 有毒物质能抑制发酵微生物的生命活力,发酵菌对有毒物质 有一定的忍耐程度,超过允许浓度会使沼气发酵受阻。 对厌氧消化具有抑制性的物质 抑制物质 抑制浓度 /(mg/L) 抑制物质 抑制浓度/(mg/L) VFA >2000 SO4 2- 5000 氨氮 1500~3000 Na 3500~5500 ABS(烷基苯磺酸 盐) 50 Cu 5 五氯苯酚 10 Cd 150 溶解性硫化物 1000 Fe 1710 Ca 2500~4500 Cr3+ 3 Mg 1000~1500 Cr6+ 500 K 2500~4500 Ni 2 金属离子的促进作用和抑制作用浓度范围 浓度(mg/L) 浓度(mg/L) 金属离子 促进作用 中等抑制 强抑制 金属离子 促进作用中等抑制 强抑制 钠 100~200 3500 ~ 5500 8000 钙 100~200 2500 ~ 4500 8000

钾 200~400 2500 ~ 4500 12000 镁 75~150 1000 ~ 1500 3000 (7)添加剂 在发酵液中添加少量有益的化学物质,有助于促进厌氧发酵,提 高产气量和原料利用率。分别在发酵液中添加少量的硫酸锌、磷矿粉、炼钢渣、 碳酸钙、炉灰等均可不同程度地提高产气量、甲烷含量以及有机物质的分解率, 其中以添加磷矿粉的效果为最佳。 (8)接种物 厌氧消化中菌种数量的多少和质量的好坏直接影响沼气的产生。 不同来源的厌氧发酵接种物,对产气量和气体组成由不同的影响。添加接种物可 促进早产气,提高产气率。 10、沼气主要应用于哪些方面? ⑴用作生活燃料 可用在照明、炊事、锅炉、烘干等生产生活中。 ⑵用作运输工具的动力燃料 直接应用于各种内燃机如煤油机、汽油机、柴 油机等。 ⑶用以发电 沼气用于发电时,1m3 约可发电 1.25 度。适合于中小功率发电。 ⑷制作化工原料 甲烷可用来制作炭黑、一氯甲烷、二氯甲烷、乙炔、甲醇 等。 ⑸用以孵化禽类 沼气可用于作为孵化禽蛋的热源,其优点是温度稳定,孵 化成功率高,操作方便,无环境污染。 ⑹用以蔬菜种植 将沼气通入蔬菜种植大棚或温室内进行燃烧,产生的二氧 化碳用于施肥,有明显的增产效果,还可生产无害蔬菜作为绿色食品。 ⑺用以贮粮防虫 向贮粮装置内输入适量沼气以排除空气,形成无氧环境, 杀死害虫,从而保证粮食的品质。 11、产沼残余物如何利用? (1)沼液的利用 沼液是一种速效肥料,适于菜田或有灌溉条件的旱田作追肥使用。 长期施用沼液可促进土壤团粒结构的形成,使土壤疏松,增强土壤保肥保水 能力,改善土壤理化性状,使土壤有机质、全氮、全磷及有效磷等养分均有不同 程度的提高,因此,对农作物有明显的增肥效果。 用沼液进行根外追肥,或进行叶面喷施,其营养成分可直接被作物茎叶吸收, 参与光合作用,从而增加产量,提高品质,同时增强抗菌和防冻能力。对防治作 物病虫很有益,若将沼液和农药配使用,会大大超过单施农药的治虫效果。 (2)沼渣的利用

沼渣含有较全面的养分和丰富的有机物,是一种缓速并具有改良土壤功效的 优质肥料,连年施用沼气渣肥的试验表明,使用沼渣的土壤中,有机质与氮磷含 量比未施沼渣肥的土壤均有所增加,而土壤密度下降,孔隙度增加,土壤的理化 性状得到改善,保水保肥能力增强。 沼渣单作基肥效果很好,若和沼液浸种、根外追肥相结合,效果更好,还可 使作物和果树在整个生育期内基本不发生病虫害,减少化肥和农药的施用量。 四、计算题: 1 、将 100kg 有机废物进行好氧堆肥处理, 假设有机物初始组成为 [C6H7O2(OH)3]5,分解后有机产物剩余 40kg,且组成为[C6H7O2(OH)3]2,计算好氧堆 肥过程中的理论需氧量。 解: (1)选用公式 CsHtNuOv·aH2O +bO2 → nCwHxNyOz·H2O+d H2O(气)+eH2O(液)+f CO2 +g NH3 则本题的反应方程式为 C30H50O25+ bO2 → nC12H20O10+fCO2+hH2O (2) 确定系数 n 原料的物质的量为 100 1000 123.46 30 12 50 1 25 16 × = ×+×+× 产物的物质的量为 40 1000 123.46 12 12 20 1 10 16 × = ×+×+× 所以 n=1 (3)确定反应式中其他各参数的值 30 12 8 2 5020 15 22 2 10 2 18 15 25 18 22 fsw htax bzfhv

=?=?= +?? === ++?+×+? === (4) 理论需氧量为 18 32 123.46 71.11 1000 kg × × = 2、用一种成分为 C31H50NO26 的堆肥物料进行好氧堆肥,每 1000kg 堆料在完成 堆肥化后仅剩下 200kg,测定产品成分为 C11H14NO4,试求每 1000kg 物料的理论需 氧量。 解:1)堆肥物料的分子量为 852,则 1000kg 堆料的摩尔数为 1173mol 2)堆肥产品的分子量为 224,则每 mol 堆料生成的堆肥产品摩尔数为 n=(200/224)/(1000/852)=0.76 3)已知 a=31,b=50,c=26,d=1,w=11,x=14,z=1,y=4 可得 r=0.5×[b-nx-3(d-n)]=0.5[50-0.76×14-3×(1-0.76×1)]=19.32 s=a-nw =31-0.76×11=22.64 4)根据式 () 2 2 2 3 O C H O N CO H O ( )NH 2 C H O N ny 2s r c n s r d nz abcdwxyz→+++? ++? + 堆肥过程所需氧量为 W=[0.5(0.76×4+2×22.64+19.32-26) ×1.173×32]kg=781.5kg 3、有猪粪 1kg,从中称取 10g 样品,在 105℃烘至恒重后的量为 1.95kg, 在 550 ± 20℃灼烧至恒重后的重量为 0.39g,计算: ① 猪粪原料中的总固体含量和总固体量。 ② 猪粪原料总固体中挥发性固体的百分含量和挥发性固体总量。 解:① 猪粪原料中的总固体含量 2 1

100% 1.95 100% 19.5% TS 10 MW W =×=×= 猪粪原料中的总固体量 1000 19.5% 195 TS TS W =W ?M = × = kg ② 猪粪原料总固体中挥发性固体的百分含量 '23 1 100% 1.95 0.39 100% 15.6% VS 10 MWW W ?? =×=×= 猪粪原料总固体中挥发性固体总量 WVS =W ?M'VS =1000×15.6% =156kg 4、人粪和猪粪各 100kg,配成碳氮比为 25:1 的混合发酵原料,需要稻草 多少千克? 解:设需要落叶 x kg,查表得稻草中 C1 为 42%,N1 为 0.63%;人粪中 C1 为 2.5%,N1 为 0.85%;猪粪中 C1 为 7.8%,N1 为 0.6%;则: 25:1 42% 2.5% 100 7.8% 100 0.63% 0.85% 100 0.6% 100 x x +×+× = +×+× 得 x=98.9kg 5、猪粪人粪各有 100kg,各自的总固体量均为 20%,落叶 90kg,含总固体 量 80%,将其配成总固体含量为 8%的发酵料浆,需要加水多少? 解:设需要加水 w kg,由已知条件可得: 8% 20% 100 20% 100 80% 90 100 100 90 w ×+×+× =

+++ 得 w=1110kg 第六章固体废物的最终处置技术 一、名词解释: 1、固体废物的处理——通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固 体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。目前采用的主要方法包括压 实、破碎、分选、固化、焚烧、化学处理、生物处理等。 2、固体废物处置——是指将固体废物最终置于符合环境保护规定要求的场所或 设施以保证有害物质现在和将来不对人类和环境造成不可接受的危害。包括管理 处置、回收处置、排放处置和永久性隔离处置。 3、远洋焚烧——利用焚烧船在远海对固体废物进行处理处置的一种方法。其法 律定义系指以高温破坏为目的而在海洋焚烧设施上有意地焚烧废物或其他物质 的行为。 4、土地耕作法——是指利用现有的耕作土地,将固体废物分散在其中,通过生 物降解、植物吸收及风化作用,使固体废物污染指数逐渐达到背景程度的方法。 5、深井灌注——指把液状废物通过竖管注入很深的地下(>1000m) ,并使其与上 部地质层及含水层隔开的处置方法。 6、卫生填埋——利用工程手段,采取有效技术措施,防止渗滤液及有害气体对 水体和大气的污染,并将垃圾压实减容至最小,填埋占地面积也最小。在每天操 作结束或每隔一定时间用土覆盖,使整个过程对公共卫生安全及环境污染均无危 害的一种土地处理垃圾方法。 7、生物反应器填埋场——通过有目的的控制手段强化微生物作用过程从而加速 垃圾中易降解和中等易降解有机组分转化和稳定的一种垃圾卫生填埋场运行方 式。 8、危险废物——指列入国家废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和 鉴别方法认定的具有毒害性、易燃性、腐蚀性、化学反应性、传染性和放射性的 废物。凡《名录》中所列废物类别高于鉴别标准的属危险废物,列入国家危险废 物管理范围;低于鉴别标准的,不列入国家危险废物管理。 9、相容性——某种危险废物同其他危险废物或填埋场中其他物质接触时不产生 气体、热量、有害物质,不会燃烧或爆炸,不发生其他可能对填埋场产生不利影 响的反应和变化。 10、放射性固体废物——指任何含有放射性核素或被其沾污、其比活度超过国家 规定限值的废物。 11、浅地层埋藏——指地表或地下的、具有防护覆盖层的、有工程屏障或没有工 程屏障的浅埋处置,埋藏深度一般在地面下 50m 以内。 二、简答题: 1.固体废物的处置分哪几种类型?

按照处置场所的不同,固体废物的处置主要分为海洋处置和陆地处置两大 类。 (1) 海洋处置 即以海洋为受体的固体废物处置方法,主要分海洋倾倒与远 洋焚烧两种。近年来,随着人们对保护环境生态重要性认识的加深和总体环境意 识的提高,海洋处置已受到越来越多的限制,目前海洋处置已被国际公约禁止。 (2)陆地处置 主要包括土地耕作、工程库或贮留地贮存、土地填埋以及深 井灌注等几种。其中土地填埋法是一种最常用的方法。 2. 试说出卫生填埋场的分类。 按自然地形条件分,平原型填埋场、滩涂型填埋场、山谷型填埋场; 按垃圾降解机理分,好氧填埋场、准好氧填埋场、厌氧填埋场 按垃圾稳定时限分,自然衰减型填埋场、全封闭型填埋场、半封闭型填埋场 按建设规模(总库容量 C)或处理能力(Q)分 一类 C>1200 万 m3 一级 Q>1200t/d 二类 500 万 m3 <C<1200 万 m3 二级 500t/d<Q<1200t/d 三类 200 万 m3 <C<500 万 m3 三级 200t/d<Q<500t/d 四类 100 万 m3 <C<200 万 m3 四级 Q<200t/d 3. 填埋场有哪些主要功能。 (1)储留功能:是填埋场的基本功能,正逐步弱化。利用形成的一定空间, 将垃圾储留其中,待空间充满后封闭,恢复该区的原貌。 (2)隔水功能:是填埋场的主要功能。隔断垃圾与外界环境的水力联系, 须设防渗层和渗滤液集排水系统,以防止垃圾分解及与降水接触产生渗滤液对水 体污染,同时还须设降水(场内周边)集排水系统,地下水集排水系统和封闭系 统(每日、中间、最终) (3)处理功能:是新近为人们认识的一种拓展功能,主要针对垃圾填埋场。 有两方面含义:利用填埋体中的微生物和其他物化作用使垃圾尽快稳定;优化填 埋场运行方式,控制渗滤液污染强度及填埋气体的产出条件。 4. 试说明卫生填埋场的选址原则。 垃圾填埋处置场的选址主要应遵循两条原则: 一是从防止环境污染角度考虑的安全原则; 二是从投资和运行费用角度考虑的经济原则。垃圾的卫生填埋处置,须同时获得 经济效益、环境效益和社会效益,并达到其最佳配置。 安全原则是选址的基本原则。维护场地的安全性,有两方面的含义:一是要 保证场地自身的安全稳定,不受或尽量免受地质灾害,如滑坡、泥石流、崩塌、 沉陷等的威胁;二是要防止场地对大气及水体的污染,尤其是要防止渗滤液对地 下水的污染。因此,防止地下水的污染是场地选择时考虑的重点。 经济原则对选址也有相当大的影响。场地的经济性是一个比较复杂的问题, 它与场地的规模、容量、征地拆迁、交通运输、土建等多种因素有关。合理的选

址应充分利用场地的天然地形、地质、水文地质条件,充分发挥天然地质屏障功 能,尽可能减少挖填土方量,降低场地工程防护费用和施工造价。 5. 简要说明填埋场选址工作程序。 ⑴ 确定填埋场选址的区域范围; ⑵ 资料的收集; ⑶ 场址候选(3 个或 3 个以上); ⑷ 野外踏勘; ⑸ 对预选场地的社会、经济和法律条件调查; ⑹ 场址的预选(推荐 2 个或 2 个以上预选场址); ⑺ 编制预选场地的可行性研究报告; ⑻ 预选场地的初勘工作; ⑼ 预选场地的综合地质条件评价技术报告; ⑽ 场址确定,完成选址报告或可研报告。 6. 简要说明垃圾卫生填埋场的主要环境影响。 (1) 填埋场渗滤液泄漏或处理不当对地下水及地表水的污染; (2) 填埋场产生气体排放对大气的污染、对公众健康的危害以及可能发 生的爆炸对公众安全的危害; (3) 填埋场的存在对周围景观的不利影响; (4) 填埋作业及垃圾堆体对周围地质环境的影响,如造成滑坡、崩塌、 泥石流等; (5) 填埋机械噪声对公众的影响; (6) 填埋场孳生的害虫、昆虫、鼠类以及鸟类传播疾病; (7) 填埋垃圾中的塑料袋、纸张以及尘土等在未来得及覆土压实情况下 可能飘出场外,造成环境污染和景观破坏; (8) 流经填埋场区的地表径流可能受到污染。 7. 填埋场的主体工程包括哪些部分? 填埋场的主体工程主要包括以下几个部分: (1)地基处理工程 填埋场场地需要经过平整,碾压和夯实,并且根据渗滤 液导排要求形成一定的纵横坡度。 (2)基底防渗层工程 防止垃圾渗滤液从填埋位置通过地基层向下渗漏,继 而通过下层土壤进一步侵入地下水。 (3)衬层 是填埋场得以形成封闭系统的关键部分。 (4)渗滤液导排与处理系统 (5)填埋气体的收集和利用工程 (6)雨水导排系统 填埋场必须设置独立的雨水导排系统,根据当地的降水 情况和场区地质条件设置明沟或者地下排水管道系统。 (7)最后覆盖系统工程 减少水分对填埋场的渗入,并对填埋物进行封闭。

(8)填埋终场后的生态修复系统 8. 填埋场防渗材料有哪些? ① 无机天然防渗材料 天然粘土材料;人工改性防渗材料(粘土的石灰、水泥改性,粘土的膨润土改性) ② 人工合成有机材料 主要是塑料卷材、橡胶、沥青涂层等,常称为柔性膜。包括高密度聚乙烯 (HDPE) 、低密度聚乙烯(LDPE) 、聚氯乙稀(PVC) 、氯化聚乙烯(CPE) 、氯磺聚 乙烯(CSPE) 、塑化聚烯烃(ELPO) 、乙烯-丙稀橡胶(EPDM) 、氯丁橡胶(CBR) 、 丁烯橡胶(PBR) 、热塑性合成橡胶、氯醇橡胶等,渗透系数均可达 10-11cm/s。 其中,HDPE 是应用最为广泛的填埋场防渗柔性材料。 9. 高密度聚乙烯膜作为防渗材料具有哪些特点? 高密度聚乙烯的渗透系数达到 10-12cm/s 甚至更低,是目前应用最为广泛的填 埋场防渗柔性膜材料,其特点如下: ①防渗性能好,渗透系数 K 小于 10-12cm/s; ②化学稳定性好,对大部分化学物质有抗腐蚀能力; ③机械强度高; ④便于施工,技术上较成熟; ⑤性能价格较合理; ⑥气候适应性较强;可在低温下工作。 10. 填埋场衬层设计包括哪些步骤? 通常状况下,填埋场的衬层设计包括以下几个步骤。 (1)确定填埋场类型 (2)确定场区地下水功能和保护等级。 (3)确定衬层材料及衬层构造。 (4)建立废弃物浸出液分配模型,确定防渗层的有关设计参数。 (5)考虑衬层的施工及其对衬层质量的影响。 11. 填埋场密封系统的作用是什么? 基础密封和垂直密封系统的作用主要是: ①控制渗滤液的渗流,避免造成土壤和地下水污染; ②控制填埋气体的迁移,使其得到有控释放和收集,防止其对大气环境的污染; ③防止地下水进入填埋场导致渗滤液产生量增加。 表面密封系统的作用主要是: ①减少地表水进入填埋场; ②控制填埋场气体从填埋场上部的释放; ③抑制病原菌的繁殖; ④避免有害物质污染地表径流; ⑤避免危险废物的扩散;

⑥提供一个可以进行景观美化的表面; ⑦便于填埋土地的再利用。 12. 填埋场产生的渗滤液包括哪些主要成分? 主要包括以下四类: ①常见元素和离子 如 Ca、Mg、Fe、Na、NH3、Cl、SO4 2-等。 ②有机物 常以 COD 来计量。 ③微量金属 如。。。 。。。等。 ④微生物 城市垃圾填埋场所处置的生活垃圾的成分受地区的影响较小,所 产生的渗滤液组分大致相同,而工业废物填埋场由于所填埋的废物类别各不相 同,其渗滤液成分彼此间各有变化。 13. 填埋场渗滤液的主要来源包括哪些? 主要来源如下: (1)降水 是渗滤液产生的主要来源,包括降雨和降雪。 (2)地表径流 来自场地表面上坡方向的径流水,对渗滤液的产生量有较大 影响。 (3)地下水入浸 若填埋场地底部低于地下水位,则地下水就有可能浸入填 埋场内,形成渗滤液。 (4)垃圾分解 垃圾中的有机组分在填埋场内经厌氧分解会产生水分。 (5)灌溉水 (6)废物及覆盖材料中的水分 14. 简要说明渗滤液处理主要有哪些方法。 (1)就地处理 ①场内单独处理: 生物法(好氧生物处理、厌氧生物处理、厌氧-好氧生物处理) ; 物化法(混凝沉淀/气浮、氨吹脱、吸附、化学氧化法、膜分离); 其他处理方法(土地处理法、高效生物脱氮等) ②渗滤液回灌处理 (2)异地处理 ①与城市生活污水厂污水的合并处理 要求渗滤液量与污水处理总量之比小于 0.5%(渗滤液 COD<24000mg/L) ②场内-场外联合处理 ③渗滤液经预处理达三级排放标准后再进入城市污水厂与污水合并处理 15. 填埋场气体的组成成分有哪些,请用图表列出。 填埋场气体主要是由填埋场废物中的有机组分通过生化分解所产生的,其组 成如表 6.1: 表 6.1 填埋场气体的组成

组 分 体积分数/% 组 分 体积分数/% 组 分 体积分数/% 甲烷 45~60 氧气 0.1~1.0 氢气 0~0.2 二氧化碳 40~60 硫化氢 0~1.0 一氧化碳 0~0.2 氮气 2~5 氨气 0.1~1.0 微量气体 0.01~0.6 16. 填埋气体如何在填埋场内迁移和运动? 填埋气体的迁移与填埋场的构造及环境地质条件有关,包括向上迁移、向下 迁移和横向迁移三种运动。 (1)向上迁移 填埋场气体可以通过对流和扩散释放到大气中。 (2)向下迁移 二氧化碳密度是空气的 1.5 倍,是甲烷的 2.8 倍,故这些气 体可以向填埋场底部运动,最终可能在底部聚集。 (3)横向迁移 填埋气体可以通过填埋场周边的可渗透地质横向水平迁移, 在离填埋场较远的地方穿过疏松的土质进入大气。也有可能通过地下人造管道的 裂缝进入各种建筑物,从而造成危害。 17. 常用的填埋场气体收集系统包括哪几种? 常用的填埋场气体收集系统有以下三种类型: (1)垂直抽气井 最常用,通常用于已经封顶的填埋场或已完工的部分,也 可以用于仍在运行的垃圾场。 (2)水平收集沟 一般由带孔管道或不同直径管道相互连接而成,管壁外 和收集沟周围一般要铺设无纺布,以防止管道阻塞,有时无纺布只放在沟顶。水 平收集器常用于仍在填埋阶段的垃圾场,有多种建造方法。水平收集沟的间距随 着填埋场的设计、地形、覆盖层等具体因素而变。 (3)地表收集器 一般铺设在地表,用于收集逸散到地表的填埋场气体。 18. 常用的填埋场机械设备包括哪些? 常用的填埋场机械设备如下: (1)铲运和挖掘设备 生活垃圾填埋场常用的铲运和挖掘设备包括推土机、 铲运机、挖掘机和松土器。 (2)压实设备 包括滚动碾压式和夯实式。 (3)装载和运输设备 包括装载机、运送机、转运和起吊设备等。 19. 安全填埋场于卫生填埋场在选址时有哪些不同之处? 安全填埋场场界应位于居民区 800m 以外, (卫生填埋场要求场界位于居民区 500m 以外)并保证在当地气象条件下对附近居民区大气环境不产生影响;场址 距地表水域的距离不应小于 150m(卫生填埋场要求不小于 50m);地下水位应在不 透水层 3m 以下;填埋场距机场、军事基地的距离在 3000m 以上;场址须位于百 年一遇的洪水标高线以上。 20. 最终覆盖系统有哪些主要功能? 最终覆盖系统的主要功能有: 减少雨水和其他外来水渗入垃圾堆体,减少渗滤液产量;

控制填埋场气体和恶臭从填埋场无组织排放和散发造成空气污染; 抑制病原菌及蚊蝇的繁殖和扩散; 避免有害固体废物直接与人接触; 防止地表径流被污染; 防止水土流失; 封场覆盖土上栽种植被,进行复垦或作其他用途。 21.厌氧型生物反应器填埋场特点有哪些? 加速填埋垃圾稳定,增大填埋场有效容积,提前复用填埋场地; 增大甲烷产量和产气速率,回收利用气体更具经济优势; 减小渗滤液处理量和处理难度,降低处理费用; 缩短填埋场封场后的维护监管期,减小填埋场渗滤液处理、地下水监测等维护费 用; 渗滤液中氨氮含量较高; 后期渗滤液有机污染物浓度下降很慢。 22.准好氧填埋场有哪些特点? 通过自然通风实现供氧,既可部分实现好氧填埋场的功能,同时还避免了高 能耗风机的使用; 加速填埋垃圾稳定; 减少甲烷气体产量; 减轻渗滤液污染强度。 23. 何谓渗滤液回灌处理?回灌有哪些优点和缺点? 渗滤液回灌是利用蒸发、填埋场覆盖层的土壤净化作用、最终覆盖后垃圾填 埋场地表植物的吸收作用、填埋垃圾的降解作用以及垃圾层类似于“生物滤床” 的吸附、降解作用将渗滤液减质减量化。 优点:加速垃圾稳定化、减少渗滤液的处理量、降低其污染物的浓度,能产 生较大的经济效益。尤其适用于干旱地区。 缺点:一般不能完全消除渗滤液,只能作为预处理方式与其他处理方式相结 合。此外,反复回灌易造成渗滤液中氨氮的不断积累,影响后续处理。 24. 何谓放射性固体废物?来源有哪些?有哪些污染特点? 所谓放射性是指一种不稳定原子核(放射性物质)自发地发生衰变的现象, 与此同时放出带电粒子和电磁波。能够产生放射性衰变的固体废物称为放射性固 体废物。 放射性污染的来源主要有:核武器试验 ;核设施事故;放射性“三废”泄 出;城市放射性废物。 污染特点: 射线具电离性、污染呈隐蔽性; 放射性物质的存在呈长期性;

放射性毒素的去除十分困难; 种类复杂,处理费用高。 三、 论述题: 1.简述固体废物处置的基本原则。 1) 分类管理、区别对待 根据固体废物对人类所处环境危害程度的大小及危害时间的长短,可将其大致分 为六类: ⑴ 对环境无有害影响的惰性固体废物 如未受污染的天然废矿石,建筑废物, 炼焦炉的炉渣等熔融状态的废矿体。 ⑵ 对环境有轻度暂时影响的废物 如矿业故态废物、电厂粉煤灰、钢渣等。 ⑶ 在一段时间内对环境有较大影响的废物 主要为城市生活垃圾。 ⑷ 在较长时间内对环境有较大影响的废物 大部分工业固体废物,如烟气脱硫 石膏废物。 ⑸ 在很长时间内对环境有严重影响的废物 如危险废物,有毒废物等。 ⑹ 在极长时间内对环境有极其严重影响的废物 如易爆物、高强度放射性废 物等。 按照废物类别,分别采取处理或处置措施,既可有效地对废物进行管理,又在一 定程度上可以降低所需开支的费用。 2) 限制接触、减少影响 对那些有环境污染影响的固体废物,特别是危险废物和放射性废物,最终的 安全处置原则是最大限度地使之与人类生物圈相隔离,以减少和避免废物中的毒 性物质进入人类生活环境的转移量。 3) 相对集中、消除污染 《固体废物污染环境防治法》要求对危险废物进行集中处置,可以节约人、 财、物力,并有利于监督管理,同时可降低风险和危害。 2. 分析填埋场选址的技术要求。 ⑴ 填埋场场址设置应符合当地城市建设总体规划要求,符合当地城市区域 环境总体规划要求,符合当地城市环境卫生事业发展规划要求。 ⑵ 填埋场容量适中。其使用年限一般应在 10 年以上,特殊情况下不得少于 8 年。 ⑶ 交通方便,运输距离要适当。 ⑷ 远离居民生活区,与居民区距离应不小于 500m,最好位于附近居民的下 风向,使之不会受到填埋场可能产生的飘尘和气味的影响,同时避免填埋场作业 期间噪声对居民的干扰。 ⑸ 场地应选在人口密度小,土地利用率低,征地容易,费用较低的地段。 ⑹ 场地地形地貌条件适宜。应充分利用自然地形条件,形成良好的天然填 埋库容,并尽力使土石方量最少;场地自然坡度应有利于填埋场施工和其它建筑

设施的布置,一般宜小于 15%;场地汇水面积应尽量小,并应有利于地表径流的 排泄,场区内不宜有常年性溪流。 ⑺ 填埋场场址应在 20 年一遇的洪水泛滥区以外,避开湿地,与可航行水道 没有直接水力联系,同时远离供水水源和公共水源。 ⑻ 填埋场区地质结构应完整。应尽量避开地震活动带、构造破碎带、褶皱 变化带、废弃矿井、滑塌区、岩溶暗河、基岩裂隙带、含矿带或矿产分布区、石 油和天然气勘探和开发的钻井等;尽量位于不透水(或弱透水)的粘性土层或坚 硬完整岩石之上,天然岩土的渗透系数最好能在 l0-7 cm/s 以下,并具有一定厚度; 场地基础岩性最好为粘性土、砂质粘土、页岩或泥岩,而不应在岩溶发育区,以 保证对渗滤液的迁移和扩散具有较强的阻滞能力。 ⑼ 填埋场底部至少高于地下水位 1.5 米,场址应避开地下水补给区和地下 富水层以及可开发的含水层,应尽量位于含水层地下水水位低、水力坡度平缓的 地段。 ⑽ 场址应选在工程地质条件良好的地段,场地的工程力学性质应保证场地 基础的稳定性并使沉降量最小,且有利于填埋场边坡的稳定性;场地应位于不利 的自然地质现象如滑坡、泥石流等的影响之外,所选场地附近,用于天然防渗层 和覆盖层的粘土以及用于排水层的砾石等应有充足的可采量和质量来保证施工 要求;粘土的 pH 值和离子交换能力越大越好,同时要求土壤易于压实,使之具 有充分的防渗能力。 ⑾ 所选场址须符合国家和地方政府的法律法规,而且必须得到地方性行业 团体的允许,同时得到公众的接受。 3. 如何对填埋场进行规划和设计? 在选定了填埋场场址后,需要对填埋场进行规划和设计,主要步骤如下; (1)布局规划 包括确定填埋场场地的面积、基础设施的位置、覆盖层物 质的堆放场地、绿化带位置等。 (2)确定填埋场构造和填埋方式 根据固体废物的类别和性质、场址地形 地貌、水文地质和工程地质条件,以及相关的法律法规要求,确定填埋场构造和 填埋方式。 (3) 确定填埋场容量 填埋场容量除与填埋场面积和填埋高度有关外,还 与固体废物的可压缩性、日覆盖层厚度、废物分解特性和负荷高度有关。 (4)地表水排水设施 包括降雨排水道的位置、地表水道、沟谷和地下水 排水系统的位置。根据填埋场的位置和结构以及地表水水系特征确定是否需要暴 雨贮存库。 (5)环境监测设施 设计考虑主要包括确定包气带气体和液体,填埋场地 上下游的地下水水质,周围环境气体的监测设施,渗滤液和填埋场气体检测设施 等。 (6)场区环境考虑 包括建立填埋场周围的防护屏障、控制尘土的飞扬、防

止有害虫类和传染性疾病的传播等,并注意防止二次污染。 (7)场地基础设施 主要包括填埋场出入口、运转控制室、库房、车库和 设备车间、设备和载运设施清洗健、废物进场记录、过磅地秤、其他用房、场内 道路建设、围墙及绿化设施等的规划。 4. 典型的卫生填埋场封顶系统包括哪些部分? 一个典型的卫生填埋场,在最后的封顶时,从下到上应该铺设以下防渗结 构。 (1)透水层 设于封顶系统的最底层,便于填埋场气体的排出和收集。 (2)压实黏土层 铺在透水层上,减少渗水,也可以用土工合成材料黏土 衬垫代替压实黏土层,但是不能过厚,以保护贴近废物一面的衬垫。 (3)土工膜 用来代替常规的土质隔离层。 (4)土工网排水层 用于顶部排水,也可以用砂砾排水层来代替某些土工 合成材料。 (5)土工织物反滤层 (6)保护层 通常由砂或砾石组成,用以使降落到填埋场顶部的雨水侧向排 出,保护柔软的薄膜衬垫,避免草根、紫外线以及有害生物降解的负面影响。 (7)顶部土层 用富含有机质的土料铺成,用来维持植物生长,不需特别 压实。 为了防止完工后的填土表面形成土坑,封场的铺设层次应该能够有效地防止 由于土地沉降而形成的局部坑洼现象。封场的地面坡度不应小于 4%,以保证径 流的流向通畅。 5. 分析填埋场产生的渗滤液具有哪些特点? 总体来说,垃圾渗滤液具有如下特点: (1)有机污染物浓度高 垃圾渗滤液中,COD 和 BOD 值最高可达每升几万 毫克,比城市生活污水高出很多。 (2)氨氮含量高 随着填埋期的延伸,渗滤液中的氨氮浓度会越来越高, 过高的氨氮浓度会影响微生物活性,降低生物处理效果。 (3)金属离子含量较高 渗滤液中含有多种金属离子,其浓度与所填埋的 垃圾组分及时间密切相关。铁和锌在酸性发酵阶段浓度较高。 (4)水质随填埋时间的变化较大 渗滤液水质与填埋场构造方式,垃圾的 种类、质量、数量及填埋年限,气候和天气都有关系。这些因素导致渗滤液水质 不断发生变化。 (5)营养元素比例失调 污水的生化处理中,适宜的营养元素比例为 BOD: N:P=100:5:1,通常垃圾渗滤液中由于 BOD 含量较高,都会产生缺磷现象,需 要采取补给措施进行处理。 (6)色度较高 渗滤液具有较高的色度,其外观多呈淡茶色、深褐色或黑色, 有极重的垃圾腐败臭味。

6. 如何控制渗滤液的产生量? 常用的控制渗滤液产生量的工程措施有: (1)控制入场废物含水率 填埋过程中随填埋废物带入的水分,其量在渗 滤液产生量中相当大的比例。为此,必须控制入场填埋废物的含水率,对于城市 垃圾卫生填埋场一般要求入场的城市垃圾含水率<30%(质量分数) 。当垃圾含水 率较高时,可以采取适当的预处理措施除去其中的水分。 (2)控制地表水入渗量 地表水渗入是渗滤液的主要来源,因此要消除或 减少地表水的渗入量。对包括降雨、暴雨地表径流、间歇河和上升泉等的所有地 表水进行有效控制,可以减少填埋场渗滤液的产生量。 控制设施的规模大小是根据对降雨量的预测,包括暴雨产生的概率和降雨密度而 确定的。其设计使用年限应以能控制 25~50 年内所发生的 24h 最大降雨量为准。 可供选用的控制设施有:雨水流路、雨水沟、涵洞、雨水贮存塘等。 (3)控制地下水入渗量 可以通过设置隔离层,设置地下水排水管以及抽 取地下水等方法控制浅层地下水的横向流动,使之不进入填埋区域,从而减少因 此而产生的渗滤液量。 7. 分析填埋场气体的产生过程,该过程可分为哪几个阶段,画出各阶段气体 组成的曲线图,并指出各阶段有哪些主要特征? 填埋场气体的产生是非常复杂的,其生化过程至今尚未完全阐明。一般认为 填埋场产气包括五个阶段(见图 6-1):好氧(Ⅰ) 、过渡(Ⅱ) 、产酸(Ⅲ) 、产 甲烷(Ⅳ)和稳定(Ⅴ)五个阶段。 (1)好氧阶段(Ⅰ) 也称初始调整阶段,历时较短。此时,垃圾中的糖类物质与随垃圾带来的氧 发生好氧反应而生成水和二氧化碳,反应过程为 20 O2 0 H2 100 80 60 40 N2 CO2 O2 N2 CH4 产量 CH4 t 图 6-1 厌氧型生物反应器填埋场的稳定进程

Ⅳ Ⅲ-1 Ⅲ-2 Ⅲ-3 Ⅲ Ⅰ Ⅱ 气体组成/% CH4 产量 C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O 特征: ① 开始产生 CO2,氧气量降低; ② 释放大量的热,使垃圾中温度明显升高 10-15℃。 (2) 过渡阶段(缺氧阶段) (Ⅱ) 分子氧已经耗尽,厌氧条件开始形成并发展,复杂有机物如多糖、蛋白质在 微生物作用和化学作用下水解、发酵,由不溶性物质变为可溶性物质,并迅速生 成 VFA、CO2 和少量 H2。 特征: ① 气体成分以 CO2 为主,少量 H2、N2,基本不含甲烷; ② 渗滤液的 Ph 值呈下降趋势,COD 值升高; ③ 渗滤液含较高浓度 VFA、Ca、Fe、NH3 和重金属。 (3)产酸阶段(Ⅲ) 为纯的厌氧环境。大分子有机组分(核酸、多糖、蛋白质)在发酵菌作用下 水解为糖并进一步分解为 CO2、H2 和小分子有机酸(丙酸、丁酸、乳酸、醇类等) ; 进而在产酸菌作用下被转化为乙酸及其衍生物、CO2、H2。 特征: ① CO2 为主要气体,先升后渐降,另有少量 H2; ② 渗滤液 pH 很低(<5),COD、BOD 急剧升高; ③ 酸性条件使有机物质、重金属溶解,离子态存在; ④ 渗滤液中含大量可产气的有机物和营养物质。 (4)产甲烷阶段( Ⅳ ) 甲烷菌处于支配地位,能利用前阶段的产物如氢气、CO2、醋酸、乙酸、甲 烷等碳类化合物为机质,将其转化为甲烷和 CO2,是能源回收的黄金时期。 特征: ① 甲烷产生率稳定,甲烷含量保持在 50~60%的水平; ② 渗滤液 COD、BOD、VFA 逐渐下降,pH 上升(6.8-8); ③ 渗滤液重金属离子浓度降低。 (5)填埋场稳定阶段(Ⅴ) 当垃圾中大部分可生物降解有机组分转化为甲烷和 CO2 后,填埋场释放气体 速率显著降低,填埋场进入成熟(稳定)阶段。

特征: ① 几乎无气体产生,沉降已基本停止; ② 渗滤液及垃圾的性质稳定,渗滤液含的腐殖酸和富里酸,难生化降解; ③ 填埋场中微生物量极贫乏。 8. 分析填埋场气体产生的影响因素。 填埋气体的产生有众多影响因素,主要的影响因素如下: ① 含水率:是产气速率的主要限制因素,50-70%的含水率对填埋场微生物生长 最适宜,可形成良好的产气环境。 ② 营养物质:C、O、H、N、P 及微量营养物,当 C/N 为 20-30 时,产气速率最 快。 ③ 微生物量:与产气有关的微生物有水解微生物、发酵微生物、产乙酸微生物、 产甲烷微生物,多为厌氧菌。有氧状态下产气会受抑制 ④ pH 值:产气的最佳 Ph 范围为 6.6-7.4,当 pH 为 6-8 范围之外时,产气会受 抑制。 ⑤ 温度:产甲烷菌在 15-45℃可以生长,最适范围是 32-35℃,在 10-15℃时产 气速率会显著降低。 9. 分析生物反应器填埋场对污染物的去除及阻滞机理。 ⑴ 对一般有机污染物的净化机理 渗滤液回灌不仅提高了生物反应器填埋场湿度还增加了有机物和微生物,若 再配合营养添加和 pH 调节等操作,就完全可以创造一个适合厌氧微生物生长繁 殖的环境,众多研究者均一致认为此时的填埋场完全就是一个天然的厌氧生物滤 池。此时,垃圾中易降解和中等易降解的有机组分以及回灌的渗滤液中的有机组 分在微生物作用下迅速发生水解、酸发酵和甲烷发酵等反应,从而在比传统填埋 场短得多的时间内场内垃圾和回灌渗滤液中的有机污染物得到有效去除而不仅 仅是转嫁了污染途径。 ⑵ 对重金属的阻滞机理 生物反应器填埋场对重金属的阻滞受渗滤液性质的影响。早期填埋场处于产 酸阶段,渗滤液 pH 一般较低,许多金属离子都能迁移,此时渗滤液更具危害性。 随着产甲烷阶段的快速形成,填埋场的氧化还原电位(Eh)迅速降低,处于还原条 件下的低 Eh 促使微生物将渗滤液中的 SO4 2- 还原成 S2- , 使众多金属离子形成极难 溶的硫化物沉淀。随着此时填埋场迅速向中性或弱碱性转化,也有利于金属离子 形成碳酸盐沉淀和氢氧化物沉淀,而垃圾在降解过程中生成的大分子类腐殖质也 易与重金属离子形成稳定的螯合物。形成沉淀和螯合物后,重金属得以大量滞留, 渗滤液中 Fe、Ni、Cd、Zn、Pb 等浓度降至极低的水平。 ⑶ 对有毒有机物的去除机理 生物反应器填埋场通过渗滤液回灌延长了渗滤液在场内的水力停留时间,使

微生物与有毒有机物、必须营养物能保持连续的接触,强化了专性微生物的同化 作用及其对有毒有机物的生物转化、去除过程。 10. 生物反应器填埋场的优势何在? ⑴ 降低外排渗滤液污染强度 在填埋前期渗滤液中污染物浓度很高,此时可将渗滤液全部回灌,待填埋场 进入甲烷化阶段后再根据现场情况排放部分污染强度已较低的渗滤液。众多渗滤 液回灌研究表明外排渗滤液典型浓度值为 COD 70~500 mg/l, BOD 30~350 mg/l, 因而在排放时可根据情况不需处理或只进行简单处理。 ⑵ 增加填埋场有效容积 一方面填埋垃圾快速分解而体积减少、沉降加快,增大了填埋能力;另一方 面使用其它日覆盖层也可使土—垃圾比小于传统填埋场 1:4 的比例,提高填埋场 的空间利用率,最终减少填埋场占地。 ⑶ 提高气体产量和产气速率 由于优化了微生物生长环境,生物反应器填埋场快速进入甲烷化阶段,使产 气时间提前,产气期更集中,单位垃圾产气量更大,因而更具回收利用价值。 ⑷ 加速填埋场稳定 ⑸ 减小渗滤液水量水质波动对场外处理系统的冲击 生物反应器填埋场内垃圾体的巨大缓冲能力完全可以均衡如降雨等外因造 成的渗滤液水量和水质波动,从而使外排的渗滤液能保持一定程度的稳定,减少 对场外渗滤液处理系统的冲击。 ⑹ 减小渗滤液处理系统的设计风险 由于生物反应器填埋场初期渗滤液不需排放,故完全可以根据前期渗滤液 特点针对性地处理效率的误差。 ⑺ 降低填埋垃圾处理成本 11. 城市生活垃圾三种主要处理处置技术有何不同? 卫生填埋、焚烧、堆肥是城市生活垃圾主要处理处置技术,各有优缺点,比 较如表 6.2 表 6.2 城市生活垃圾三种主要处理处置技术特点比较 比较项目 卫生填埋 焚烧 堆肥 技术可靠性 可靠属常用处理方法 较可靠国外属成熟 技术 较可靠有实践经验 选址难度 较困难 有一定难度 有一定难度 占地面积 大,500~900m2/t 较小,60~100m2/t 中等,110~150m2/t 适用条件 对垃圾无特别要求 进炉垃圾的低位热 值高于 4180kJ/kg,

含水率小于 50%、 灰分低于 30% 垃圾中可降解有机 物含量大于 40% 稳定化时间 10~15 年,甚至更长 2 小时左右 20~30 天 要求管理水 平 一般 很高 较高 产品市场 若有沼气回收设施则 沼气可用作发电等 热能或电能可为社 会使用,需要政策 支持 落实堆肥产品市场 有困难 最终处置 是最终处置方式 焚烧炉渣需要填埋 处置,约占总垃圾 量 10~15%;飞灰 需固化后处理。 不可堆肥物需填埋 或进行其它处置,约 占总垃圾量的 30~ 40% 地表水和地 下水污染 渗滤液处理不易达标; 场地应有防渗措施但 仍可能渗漏 可能性较小 可能性较小,污水需 处理后排入城市管 网 土壤污染 限于填埋场区域 灰渣不能随意堆放 需控制重金属和 pH 值 大气污染

有轻微的污染,可有导 气、覆盖、隔离等措施 应加强对酸性气体 和二噁英的控制和 治理 有轻微气味,应设除 臭装置和隔离带 吨投资 18~27 万元/t 50~70 万元/t 25~36 万元/t 处理成本 35~55 元/t 90~200 元/t 50~80 元/t 技术特点 操作简单,适应性好, 工程投资和运行成本 较低 占地面积小,运行 稳定可靠,减量化 效果好 技术较成熟,减量化 和资源化效果好 主要风险 沼气聚集易引起爆炸; 垃圾燃烧不稳定, 生产成本过高或堆 场底渗漏或渗滤液处 理常不达标 烟气治理不达标 肥质量不佳影响堆 肥产品销售 发展动态 准好氧或生态填埋工 艺 热解或气化焚烧工 艺 厌氧消化堆肥工艺 技术政策 卫生填埋是城市生活 垃圾必不可少的最终 处理手段,也是现阶段 我国城市生活垃圾处 理的主要方式 焚烧是处理可燃垃 圾的有效方式。城 市垃圾中可燃物较

多、填埋场地缺乏 和经济发达的地区 可积极采用焚烧技 术 堆肥是对城市生活 垃圾中可降解有机 物进行处理和利用 的有效方式,在堆肥 产品有市场的地区 应积极推广应用。 12. 何谓废物的固化和稳定化,比较固化和稳定化的异同点。 固化:在危险废物中添加固化剂(固化材料)将其从流体或颗粒物形态转化 成满足一定工程特性的不可流动的固体或形成紧密固体的过程,使其不需容器仍 能保持处理后的外形。 稳定化:在危险废物中通过加入不同的添加剂,以化学或物理的方式减少有 害组分的毒性、溶解迁移性。最常用方法是通过降低有害物质的溶解性,减少因 渗滤对环境的影响。 相同点: ①目的相同 ②固化可视为一种特定的稳定化过程,可作为稳定化的一部分 不同点: 固化是一种利用添加剂改变废物的工程特性(如渗透性、可压缩性、强度等)的 过程;而稳定化是选用某种适当的添加剂与废物混合,将污染物部分或全部束缚 固定与支持基质上的过程。 13. 现代危险废物填埋场的危险废物处置技术有哪些? (1)单组分处置 物理、化学形态相同的废物填埋处置,如单组分填埋场处 置磷酸生产产生的废石膏。一般占地少,污染容易控制 (2)共处置 将难处置的危险废物有意识地与城市生活垃圾或同类废物一并 处置。其目的是利用生活垃圾的特性来处理废物中一些具有污染性和危险性的组 分,使其达到环境可接受的程度。须进行严格评估,注意相容性。 (3)多组分处置 即混合处置危险废物,须确保各组分之间不能发生反应而 产生更毒的废物或导致更严重的污染。可分为三种形式: ①被处置的各种混合废物转化成较为单一的无毒废物,一般用于化学性质相 异而物理状态相似的废物处置,如各种污泥; ②将难处置废物混在惰性工业固体废物中处置,这种共处置不发生反应; ③接受一系列废物,但各种废物在各自填埋单元内进行填埋处置。 (4)前处理再处置 对于物理化学性质不合适填埋处置的废物,填埋处置前

必须经过预处理,达到入场要求后方可进行填埋处置。 四、 计算 1.计算一个接纳填埋 5 万城市居民所排生活垃圾的卫生土地填埋场的面积和 容量。已知每人每天产生垃圾 2.0 kg/(人.d),覆土与垃圾之比为 1:4,废物填 埋密度为 600kg/m3,填埋高度 7m,填埋场设计运营 10 年。 解: (1) 垃圾的年填埋体积 v 365 2.0 50000 365 2.0 50000 76041 3 600 600 4 Vm×××× =+= × (1) 每年占地面积 A A=76041÷7=10863m2 (2) 运营 10 年填埋场的面积和总容量 2 10 3 10 A =10863 10=108630m V =76041 10=760410m × × 2. 某填埋场总面积为 10.0hm2,分四个区进行填埋。目前已有三个区填埋完 毕,其面积为 A2=7.5 hm2,浸出系数 C2=0.25。另有一个区正在进行填埋施工,填 埋面积 A1=2.5 hm2,浸出系数 C1=0.5。当地的平均降雨量为 3.0mm/d,最大月降雨 量的日换算值为 6.8mm/d。求渗滤液产生量。 解: 渗滤液产生量 1 2 1 1 2 2 Q = Q +Q = (C × A +C × A )× I /1000 平均渗滤液量 Q = (0.5×2.5+0.25×7.5)×10000×3/1000 = 93.8m3 / 平均 d d 最大渗滤液量 Q = (0.5×2.5 + 0.25×7.5)×10000×6.8/1000 = 212.5m3 / 最大 3. 某填埋场底部衬层为膨润土改性黏土,厚度为 1.0,Ks=5×10-9cm/s。计算 渗滤液穿透防渗层所需的时间。设防渗层的有效孔隙率为 6%,场内积水厚度足够 低。 解: 水通量

5 10 9 / s s q K H L K cm L ?s+ =?≈?=× 流动速度 p e vq η = 穿透时间 9 9 100 0.06 1.2 10 38 5 10 e p tLLs vq a η ? ×× ====×= × 第七章工业固体废物的综合利用 一、名词解释 1、工业固体废物——指工业生产、加工过程中产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥 等废物。按行业主要包括冶金废渣、矿业废物、能源灰渣、化工废物、石化飞舞, 以及轻工业排出的下脚料、污泥、渣槽等废物 2、高炉渣——冶炼生铁时从高炉中排出的废物。 3、铬渣——冶金和化工行业在生产重铬酸钾、金属铬过程中排放出的废渣。 4、建筑垃圾——在建(构)筑物的建设、维修、拆除过程中产生的固体废弃物, 包括废混凝土块、沥青混凝土块、施工过程中散落的砂浆和混凝土、碎砖渣、废 金属、废竹木材、装饰装修产生的废料、各种包装材料和其他废弃物等。 5、电子垃圾——也称电子废弃物,是指居民、企事业单位在日常工作和生活中

使用的各种电器被淘汰后产生的废弃物。 二、简答题: 1. 工业固体废物有哪些处理方法? 工业固体废物主要有以下几种处理方法: (1)化学处理 主要用于处理无机飞舞,如酸、碱、重金属废液、氰化物、 乳化油等,处理方法有焚烧、溶剂浸出、化学中和、氧化还原。 (2)物理处理 包括重选、磁选、拣选、摩擦和弹跳分选等各种相分离及 固化技术。 (3)生物处理 如适用于有机废物的堆肥法和厌氧发酵法;提炼铜、铀等 金属的细菌冶金法;适用于有机废物的活性污泥法。 2. 指出煤矸石来源、成分及危害。 (1) 来源 ① 露天剥离以及井筒和巷道掘进过程中开凿排出的矸石(45%) ② 煤层中含有或削下部分煤层底板产生的矸石(35%) ③ 煤炭洗选过程中排出的矸石(20%) 。 (2) 成份 ① 矿物成分:高岭石、蒙脱石、石英、长石、云母、有机质等 ② 化学成分:SiO2(40-65%) 、Al2O3(16-36%) 、CaO(1-7%)等 (3)危害 ① 占地 ② 污染大气 煤矸石中的硫化物散发后会污染大气。 ③ 水污染 煤矸石受雨水冲刷后可能导致河流污染。 ④ 危害人体健康和植物生长 煤矸石散发的气味和有害烟雾可能导致附近 居民的慢性气管炎和气喘病,并影响树木和庄稼的生长。 3. 我国目前对粉煤灰的利用途径有哪些? ① 代替粘土(高岭石 Al4Si4O10(OH)3;蒙脱石 Al4Si8O20(OH)4)原料生产水泥; 作砂浆或混凝土的掺合料; ② 制砖; ③ 土壤改良剂和农业肥料; ④ 回收煤炭资源和金属物质; ⑤ 制造分子筛、絮凝剂和吸附材料 4. 钢渣的利用途径有哪些? (1)作钢铁冶炼熔剂 ① 烧结熔剂 ② 高炉炼铁熔剂 钢渣中的 CaO、MgO 可作为助熔剂,可节约大量的石灰石、 白云石,还可节约热能。 ③ 回收废钢铁

(2)生产钢渣水泥或作水泥的掺和剂 (3)作筑路与回填工程材料 (4)作农肥和酸性土壤改良剂 钢渣中含有 Ca、Mg、Si、P、B 等元素,且 Si、P 氧化物的枸溶率高。故利用钢渣可以制成钢渣硅肥、钢渣磷肥等复合肥料。 另外,还钙镁高的钢渣磨细后,可作酸性土壤的改良剂。 5. 指出铬渣的产生及危害。 铬渣是冶金和化工行业在生产重铬酸钾、金属铬过程中排放出的废渣。化学 成分大致为: Cr2O 32.5~4%、CaO 29~36%、 MgO 20~33%、Al2O3 5~8%、Fe2O 37~11%,水 溶性 Cr6+ 0.28~1.34%、酸溶性 Cr6+ 0.9~1.49%。 铬的毒性与其存在形态有关。六价铬毒性最剧烈,具有强氧化性和透过体膜 的能力,对人体的消化道、呼吸道、皮肤和粘膜都有危害。六价铬在酸性介质中 易被还原成三价格,三价铬在浓度较低的情况下毒性较小。金属铬及钢铁材料中 含有的铬,由于其溶入食物及饮水中时是惰性的,所以对人体无害。经分析测定, 六价铬的组分钟四水铬酸钠及游离铬酸钠为水溶相,易被地表水、雨水溶解,是 铬渣近期污染的由来。 6. 废塑料对环境有哪些影响? ⑴ 废塑料不易被生物降解,散落在各处,影响市容和景观; ⑵ 塑料质量轻、体积大,填埋时占据较多的空间,且不易被降解; ⑶ 塑料中含有较多添加剂,如填充剂、稳定剂、塑化剂、增强剂、染色剂 等,其中一些塑料还含有重金属,易造成污染。 解决“白色污染”应从两方面入手:一是从源头做起,减少塑料使用量和废 塑料产生量,使用可降解塑料制品;二是对废塑料进行回收利用。 三、论述题: 1. 试探讨粉煤灰在环保工业上的应用前景。 粉煤灰粒细质轻、疏松多孔、表面能高,具有一定的活性基团和较强的吸附 能力,在环保领域中已广为应用,主要用于废水治理、废气脱硫、噪声防治及用 作垃圾卫生填埋的填料等。 (1)在废水处理工程中的应用 粉煤灰本身已具有较强的吸附性能,经硫铁 矿渣、酸、碱、铝盐或铁盐溶液改性后,辅以适量的助凝剂,可用来处理各类废 水,如城市生活污水、电镀废水、焦化废水、造纸废水、印染废水、制药废水、 含油废水、含酚废水等。大量实践表明,在废水脱色除臭、有机物和悬浮胶体去 除、细菌微生物和杂质净化,以及重金属离子的去除,粉煤灰均有显著的处理效 果。 粉煤灰的粒径和比表面积、废水的 PH 值、温度及污染物性质等影响处理废 水效果。 (2) 在烟气脱硫工程中的应用 电厂烟气脱硫的主要方法是石灰—石灰石

法,此法原料消耗大、废渣产量多,但在消石灰中加入粉煤灰,则脱硫效果可提 高 5~7 倍。除此,粉煤灰脱硫剂还可用于处理垃圾焚烧烟道气,以去除汞和二 恶英等污染物。 (3)在噪声防治工作中的应用 ① 制作保温吸声材料 粉煤灰可按粗、细进行分类,细灰作为水泥与混凝土 的混合材料,而粗灰因强度差难以再利用,可用于水泥刚体多孔吸声材料上,具 有良好的声学性能。 ② 制作 GRC 双扣隔声墙板 粉煤灰 GRC 圆孔隔墙板面密度为 40~55kg/m3,仅 为同厚度粘土砖墙的 1/6,具有质量轻、强度高、防火与耐火性能好、生产成本 低、运输安装方便等优点,特别是双层 GRC 隔墙板夹空气层结构,能满足工程上 对隔声降噪性能的要求。 2. 如何进行铬渣的处理和综合利用? 含铬废渣在被排放或综合利用之前,一般需要进行解毒处理。铬渣解毒的基 本原理就是在铬渣中加入某种还原剂,在一定的温度和气候条件下,将有毒的强 氧化性的六价铬还原为低毒的三价格。 铬渣的解毒处理有湿法和干法。湿法是用纯碱溶液处理,再用硫化钠还原; 干法是将煤与铬渣混合进行还原焙烧,六价铬可以被一氧化碳还原成不溶于水的 三价格。 常用的解毒工艺有:铁精矿和含铬废渣混合作原料生产烧结矿工艺;碳还原 工艺;亚硫酸钠、硫酸亚铁等作还原剂的酸性还原工艺;亚硫酸钠、硫酸亚铁等 作还原剂的碱性还原工艺。此外,铬渣也可直接用作其他有关工业的原料,在生 产加工过程中,六价铬被还原固化,从而达到消除六价铬危害的目的。 铬渣经过去毒处理,可以综合利用。目前能够实现铬渣综合利用的途径有: 做翠玻璃制品的着色剂,使玻璃色泽翠绿;利用铬渣中残留的铬生产铸石;代替 蛇纹石生产钙镁磷肥;代替白云石、石灰石炼铁;与粘土混合烧制青砖;配置水 泥和生产矿渣棉等。 3.什么是建筑垃圾?其减量化存在哪些问题?减量化有哪些对策? 建筑垃圾指在建(构)筑物的建设、维修、拆除过程中产生的固体废弃物,包 括废混凝土块、沥青混凝土块、施工过程中散落的砂浆和混凝土、碎砖渣、金属、 竹木材、装饰装修产生的废料、各种包装材料和其他废弃物等。 建筑垃圾减量化存在的问题: (1)施工工艺、施工技术落后 在我国,秦砖汉瓦一直使用至今,而且采用 纯手工操作,这就不可避免地造成材料的损坏和浪费,加上管理落后,从而产生 大量的建筑垃圾。虽然新型建材不断开发和利用,但规模和数量还非常有限。 (2)缺乏约束机制 目前我国缺乏针对建筑垃圾的标准规法和法规。 (3) 缺乏综合利用技术 我国在利用工业废料(煤矸石、石煤、粉煤灰、 炉渣等)取代黏土原料生产墙体材料方面取得了显著成就。而对建筑垃圾的利用

还刚刚起步,对其进行开发和综合利用需要政府部门、环保部门、建筑建材行业 等部门的共同努力。 减量化对策: 建筑垃圾的产生和控制,需要从技术、经济、法律及教育等各个环节做起。 (1)优化建筑设计,保证建筑物的质量和耐久性。 (2)使用绿色剪彩,提倡构件标准化,减少建材生产过程中建筑垃圾的产生。 (3)优化拆除方法,提倡源头分类,提高废旧构筑物的再生利用率。 (4)加强建筑施工的组织和管理工作,减少建筑施工垃圾的产生。 (5)加强建筑垃圾资源化技术开发,提高建筑垃圾的再生利用率,减少建筑 垃圾的排放量。国家有关部门应尽快制定建筑垃圾允许产生和排放数量标准。 (6)加强建筑垃圾资源化的立法、宣传教育和监督执法工作。 (7)通过价格手段促进再生利用的发展,理顺建筑材料和处理(填埋)建筑 垃圾的价格体系,使建筑垃圾资源化在经济上切实可行。 4. 试述如何对废混凝土块进行再生利用。 废混凝土块产生于建筑物拆毁和维修过程中,经破碎后可作为天然粗骨料的 代用材料制作混凝土,也可作为碎石直接用于地基加固、道路和飞机跑道的垫层、 室内地坪垫层等,若进一步粉碎后可作为细骨料,用于拌制砌筑砂浆和抹灰砂浆。 ⑴ 作为非骨架材料的利用方法 ① 作为混凝土板材和块材使用 根据使用目的将废混凝土块按所要求的尺 寸切割成相比的板材和块材用作渔礁、挡土墙、路面及地面水泥块的代用品;分 离出钢筋,切成 30-50cm 的团块,作为石材代用品使用。 ② 作为料状破碎物使用 将废混凝土块粉碎至粒径小于 40mm 后,作为碎 石、碎砂代用品。 ③ 作为微粉状破碎物利用 将废混凝土块微粉化至粒径为几个微米至几十 个微米之间,作为混凝土的混合材料、沥青填充物等材料使用。 ⑵ 作为混凝土用骨架材料的利用方法 把废混凝土块破碎成碎石或碎砂后作为再生骨架材料使用,制备再生骨料混 凝土。 5. 废塑料的处理和综合利用途径有哪些? (1)材料再生利用技术 废塑料通过分选、清洗、破碎(低温破碎) 、干燥、配料、捏合、造粒、成 型的工艺,生产塑料型材。 (2)热分解油化技术 加热的同时加入催化剂使塑料分解,可制取燃料油 和燃料气。该技术处于探索阶段。 (3) 废塑料的建材利用 塑料油膏(嵌缝材料) 、改性耐低温油毡、涂料、胶粘剂、聚氯乙稀塑料地 板、油漆

(4)高炉喷吹技术 该技术是将废塑料用作炼铁高炉还原剂和燃料,是具有 广阔前景的“白色污染”治理方法。 (5)利用焦化工艺处理废塑料技术 基于现有炼焦炉的高温炭化技术,将 废塑料转化为焦炭、焦油和煤气,实现废塑料的资源化利用和无害化处理。 (6)加工衍生燃料(RDF)技术 RDF 燃料燃烧较常规垃圾焚烧具有明显的 环境效益,但初始投资和生产成本较高,目前多用于经济发达国家,对广大发展 中国家而言,在经济上难以承受。用生产 RDF 来解决城市“白色污染”问题,具 有一定的发展前景。 (7)化学处理技术 化学法处理废塑料制涂料、油漆、粘合剂、轻质建材等, 具有良好的资源回收利用价值,对环境污染较小,具有明显的经济价值。但是该 技术要求废塑料品种单一,不适合处理城市生活垃圾中的混合废塑料。 6. 废轮胎有哪些主要处理方法,比较各方法的优缺点。 (1)废轮胎的处理方法主要有: ① 整体再生 轮胎翻修是指利用旧轮胎经局部修补、加工、重新贴覆胎面胶之后,进行硫 化,恢复其使用价值的一种工艺流程。在德国,轿车翻修胎为 12%,卡车翻修胎 为 48%,翻新胎总产量为每年 1 万吨。我国国产轮胎质量普遍低下,多数废旧轮 胎无翻新价值。 废旧轮胎可作为码头的船舶缓冲器,作公路防护栏或水土保持栏,用于建筑 消声隔板。 ② 制造再生胶 再生胶是指废旧橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程,使其弹性 状态变成具有塑性和粘性的,能够再硫化的橡胶。 ③ 生产胶粉 胶粉的应用:一是用于橡胶工业,直接成型或与新橡胶并用做成产品;另一 种是应用于改性沥青路面、改性沥青生产防水卷材、建筑工业中用作涂覆层和保 护层等。 生产胶粉的破碎工艺包括臭氧破碎、高压爆破粉碎、低温精细粉碎。 ④ 热解和焚烧 热解是利用外部加热打开化学链,有机物分解成燃料气、富含芳烃的油以 及炭黑等有价值的化学产品。 轮胎具有很高的热值(2937MJ/kg) 。废轮胎可作为水泥窑的燃料,可用来 燃烧发电。 (2)处理方法比较: 国内应用最多的用废轮胎生产再生胶的方法,得到的产品可塑性很好,但再 生胶的分子链受到了很大的破坏,分子量低,而且很不均匀。实践表明,废橡胶 用于生产再生胶,不仅在生产过程中耗费了大量的能量,而且再生胶中硫化胶的

各项性能指标尚不如处理前的废轮胎,同时还具有能耗高,附加值低、二次污染 问题突出等缺点。 焚烧工艺可一次回收废轮胎中所含热量,但其设备造价高,且容易产生二次 污染。裂解后提取有价值的化学产品是废轮胎回用的一种较新的途径。本法可制 得高热值的燃料气和各种石油产品以及炭黑等。但其处理成本相当高,回收的产 品与目前市场上石油、炭黑等的价格相比很不经济以及二次污染等问题还需进一 步研究。 生产胶粉不需要再生胶生产中的脱硫、敬琏等工序,工艺过程比传统的再生 胶生产工艺大为简化,并可节能 40%,节水 80%以上;可节省大量人力,物力和 动力,设备投资费用大大降低;不存在废水、废气、粉尘的污染,可基本上消除 二次污染。胶粉生产充分利用了废弃橡胶的可用部分,不仅可降低橡胶制品的造 价,还可充分回收利用废橡胶资源。另外胶粉的应用范围很广,可满足很多方面 的需要。 7. 废纸的再生处理方法和工艺有哪些? 回收废纸的方法分为两种:机械处理法和化学处理法。机械法不用化学药品, 废纸经破碎制浆后,通过除渣器除去杂物,用水量很少,水污染较轻,但由于没 有脱墨,只能用来制造低档纸或纸板。化学法主要用于废纸脱墨,原料常用新闻 纸、印刷纸和书写纸等。 废纸的再生技术包括拆开废纸纤维的解离工序和除去废纸中油墨及其他异 物的工序,具体可分为制浆、筛选、除渣、洗涤和浓缩、分散和搓揉、浮选、漂 白、脱墨等。 ⑴ 筛选 为了将大于纤维的杂质除去,必须对废纸进行筛选,尽量减少合格浆料中的 干扰物质,如黏胶物质、尘埃颗粒以及纤维束等;这是二次纤维生产过程的重要 步骤。 ⑵ 除渣 除渣和筛选类似,也是要去除杂质,一般由专门的除渣器进行。一个除渣系 统通常采用 4—5 段,应注意的是后面的每段进浆浓度均应比上一段为低,这样 会增加净化效率,并增加排渣量。 ⑶ 洗涤和浓缩 洗涤是为了去除灰分、细小纤维及小的油墨颗粒。洗涤系统通常采用三段逆 流洗涤,来自气浮澄清器的补允水通常只加到最后一段洗涤前供稀释纸浆用,二 段洗涤出来的过滤水送碎浆机,一段洗涤出来的过滤水合油墨等杂质最多,可直 接送澄清器进行处理。 ⑷ 分散与搓揉 分散与搓揉指的是在废纸处理过程中,用机械方法使油墨和废纸分离或分离 后将油墨和其他杂质进一步碎解成肉眼看不见的微粒,并使其均匀地分布于废纸

浆中,从而改善纸成品外观质量的一道工序。 ⑸ 漂白 经过上述工序处理后的纸浆色泽会发黄发暗,为了生产出合格的再生纸必须 进行漂白。漂白主要分氧化漂白和还原漂白。目前采用的多为氧化漂白法,如氧 气漂白、臭氧漂白、过氧化氢漂白等。 ⑹ 脱墨 废纸回用的关键程序是脱墨,废纸脱墨原理就是使用脱墨药剂降低废纸中的 印刷油墨的表面张力,从而产生润湿、渗透、乳化、分散等多种作用,这些作用 的综合效果就是使油墨从纸面上脱离下来。从废纸中去除油墨粒子的方法有两 种,一种是通过水力碎浆机将油墨分散为微粒,并使油墨粒子小于 15?m,然后 通过二段或三段洗涤,将油墨粒子洗掉,这种方法称为洗涤法。另一种方法是通 过水力碎浆机破碎后,加入脱墨剂,使油墨凝聚成大于 15?m 的粒子,然后通过 浮选,使油墨粒子从废纸浆中分离出来,这便是浮选脱墨法。 1、


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